Bir Yıldızı Yok Etmenin Daha Önce Hiç Görülmemiş Bir Yolu

NSF’nin NOIRLab’ı tarafından işletilen Gemini Güney teleskopu ile güçlü bir gama ışını patlaması (GRB) üzerinde çalışan gökbilimciler, bir yıldızı yok etmek için daha önce hiç görülmemiş bir yol tespit etmiş olabilirler. Patlayan büyük kütleli yıldızların veya nötron yıldızlarının tesadüfi birleşmelerinin neden olduğu çoğu gama ışını patlamasının aksine, gökbilimciler bu gama ışını patlamasının eski bir galaksinin çekirdeğindeki süper kütleli bir kara deliği çevreleyen sıkışmış ortamdaki yıldızların veya yıldız kalıntılarının çarpışmasından kaynaklandığı sonucuna varmışlardır.

Evrendeki çoğu yıldız, kütlelerine bağlı olarak öngörülebilir şekillerde ölür. Güneşimiz gibi nispeten düşük kütleli yıldızlar yaşlılıkta dış katmanlarından sıyrılır ve sonunda beyaz cüce yıldızlar haline gelir. Daha büyük kütleli yıldızlar daha parlak yanar ve felaketsel süpernova patlamaları sonucunda daha erken ölürler, nötron yıldızları ve kara delikler gibi ultra yoğun nesneler yaratırlar. Bu tür iki yıldız kalıntısı (nötron yıldızı ve karadelik) ikili bir sistem oluşturursa, sonunda çarpışabilirler. Bununla birlikte, yeni araştırmalar, uzun zamandır hipotezleştirilmiş, ancak daha önce hiç görülmemiş dördüncü bir seçeneğe işaret ediyor.

Uluslararası Gemini Gözlemevi’nin bir parçası olan Şili’deki Gemini Güney teleskopunu ve diğer teleskopları kullanan gökbilimciler, uzun süreli bir gama ışını patlamasının (GRB) kökenlerini araştırırken, eski bir galaksinin süper kütleli kara deliğinin yakınındaki kaotik ve yoğun bir şekilde paketlenmiş bölgede yıldızların veya yıldız kalıntılarının çarpışmasına dair kanıtlar ortaya çıkardılar.

“Bu yeni sonuçlar, yıldızların çarpışmaya sürüklenebilecekleri ,Evren’in en yoğun bölgelerinden bazılarında ölümleriyle karşılaşabileceklerini gösteriyor” diyor Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nden bir gökbilimci olan Andrew Levan. “Bu, yıldızların nasıl öldüğünü anlamak ve beklenmedik kaynakların Dünya’da tespit edebileceğimiz yerçekimi dalgaları yaratabileceği gibi diğer soruları cevaplamak için heyecan verici.” diyor.

Eski galaksiler yıldız oluşumlarını çoktan tamamlamışlardır ve eğer varsa, uzun gama ışını patlamalarının ana kaynağı olan çok az sayıda dev yıldıza sahip olacaklardır. Bununla birlikte, çekirdekleri yıldızlarla ve beyaz cüce yıldızlar, nötron yıldızları ve kara delikler gibi ultra yoğun yıldız kalıntıları ile doludur. Gökbilimciler uzun zamandır süper kütleli bir kara deliği çevreleyen çalkantılı arı kovanında, iki yıldız nesnesinin bir gama ışını patlaması üretmek için çarpışmasının sadece bir zaman meselesi olacağından şüpheleniyorlardı. Bununla birlikte, bu tür bir birleşme için kanıtlar bulunamamıştı.

Böyle bir olayın meydana geldiğine dair ilk ipuçları, NASA’nın Neil Gehrels Swift Gözlemevi’nin bir dakikadan biraz daha uzun süren parlak bir gama ışını parlaması tespit ettiği 19 Ekim 2019’da görüldü. İki saniyeden fazla süren herhangi bir gama ışını patlaması “uzun” olarak kabul edilir. Bu tür patlamalar tipik olarak yıldızların Güneşimizin kütlesinin en az 10 katı kadar olan yıldızların süpernova olarak patlayıp ölümünden kaynaklanır.

Araştırmacılar daha sonra kökenleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için gama ışını patlamalarının solan ışıltısının uzun vadeli gözlemlerini yapmak için Gemini South gözlemevini kullandılar. Gözlemler, gökbilimcilerin gama ışını patlamalarının yerini, eski bir galaksinin çekirdeğinden 100 ışık yılından daha az bir bölgeye belirlemelerine izin verdi ve bu da onu galaksinin süper kütleli kara deliğine çok yakın bir yere yerleştirdi. Araştırmacılar ayrıca, Gemini South tarafından incelenen ışığa damgasını bırakacak karşılık gelen bir süpernovaya dair hiçbir kanıt bulamadılar.

Levan, “Takip gözlemimiz bize, çökmekte olan büyük bir yıldız olmaktan ziyade, patlamanın büyük olasılıkla iki kompakt nesnenin birleşmesinden kaynaklandığını gösterdi .” dedi. “Konumunu daha önce tanımlanmış bir antik galaksinin merkezine saptayarak, yıldızların ölümlerini karşılamaları için yeni bir yolun ilk cazip kanıtına sahip olduk.”

Normal galaktik ortamlarda, nötron yıldızları ve kara delikler gibi çarpışan yıldız kalıntılarından uzun gama ışını patlamaları üretiminin kaybolacak kadar nadir olduğu düşünülmektedir. Bununla birlikte, eski galaksilerin çekirdekleri normal olmayan bir şeydir ve sadece birkaç ışık yılı genişliğindeki bir bölgeye sıkışmış bir milyon veya daha fazla yıldız olabilir. Bu tür aşırı nüfus yoğunluğu, özellikle yıldızların hareketlerini bozacak ve onları rastgele yönlere çekecek süper kütleli bir kara deliğin yerçekimi etkisi altında, ara sıra yıldız çarpışmalarının meydana gelebileceği kadar büyük olabilir. Sonunda, bu yönlü yıldızlar kesişecek ve birleşecek ve geniş kozmik mesafelerden gözlemlenebilecek devasa bir patlamayı tetikleyecektir.

Bu tür olayların Evren’deki benzer kalabalık bölgelerde rutin olarak meydana gelmesi mümkündür, ancak bu noktaya kadar fark edilmemiştir. Belirsizliklerinin olası bir nedeni, galaktik merkezlerin toz ve gazla dolu olmasıdır, bu da hem gama ışını patlamasının ilk parlamasını hem de ortaya çıkan son parıltıyı gizleyebilir. GRB 191019A olarak tanımlanan bu özel gama ışını patlması , gökbilimcilerin patlamayı tespit etmelerine ve sonraki etkilerini incelemelerine izin veren nadir bir istisna olabilir.

Araştırmacılar bu olayların daha fazlasını keşfetmek istiyorlar. Umutları, bir gama ışını patlaması tespitini, gerçek doğaları hakkında daha fazla bilgi verecek ve en karanlık ortamlarda bile kökenlerini doğrulayacak olan karşılık gelen bir yerçekimi dalgası tespiti ile eşleştirmektir. Vera C. Rubin Gözlemevi, 2025’te faaliyete geçtiğinde,bu tür araştırmalarda paha biçilmez olacaktır.

Levan, “Bunun gibi gama ışını patlamalarını incelemek, gama ışını patlamasının  tespitinden, İkizler gibi teleskoplarla artçı parıltıların ve mesafelerin keşfine, elektromanyetik spektrumdaki gözlemlerle olayların ayrıntılı parçalara ayırmak kadar, birlikte çalışan birçok tesis tarafından alanın gerçekten nasıl ilerlediğinin harika bir örneğidir” dedi.

İlhan Vardar

Kaynak : Noirlab2319 — Bilim Bülteni