Astronomlar, Samanyolu Galaksisi’nin merkezini incelerken, merkezin etrafında çok hızlı dönen yıldızların varlığını tespit ettiler. Bu durum, orada dev bir kara deliğin (SMBH) bulunduğunu gösterdi. “S-yıldızı” olarak adlandırılan bu yıldızlar, galaktik merkezin yakınındaki yaklaşık 4 milyon güneş kütlesine sahip büyük bir nesnenin varlığını ve bu nesnenin yıldızları hızlandırdığını ve yörüngelerini şekillendirdiğini ortaya koydu.
Şimdi de astronomlar, bu bölgede başka bir S-yıldızı keşfettiler; bu, şimdiye kadar bulunan en hızlı olanı. Bu yıldız sadece çok hızlı hareket etmekle kalmıyor, aynı zamanda kara deliğe son derece yakın bulunuyor. Kara deliğin dönüşünün bile yörüngesini etkilediği bir mesafede.
Bu keşif, “Sgr A’ın Dönüşünün Etkisine Duyarlı Bir Yıldızın Keşfi” başlıklı yeni bir araştırmada, Nature dergisinde yayınlanacak. Araştırmanın başyazarı, Paris Gözlemevi’ndeki Laboratoire d’Instrumentation et de Recherche en Astrophysique’den K. Abd El Dayem. Makale şu anda arxiv.org adresinde mevcut.
“Bu yıldızın özel yanı, Sagittarius A’nın yörüngesinde çok sıkı bir yörünge üzerinde dönmesi ve Güneş ile Dünya arasındaki mesafenin sadece 12 katı kadar yakınında kara deliğe yaklaşmasıdır. Bu, daha önce hiç görülmemiş bir durumdur,” diye belirtti çalışma ortak yazarı Felix Mang, MPE’deki doktora öğrencisi.
Bu yıldızın adı S301 ve yaklaşık 25.000 kilometre hızla hareket ediyor. Bu hızda, bir yörüngeyi tamamlaması sadece 8,7 yıl sürüyor. S301 ayrıca SMBH’ye 12 astronomik birim (AU) kadar yaklaşabiliyor. Bu da S301’in hem kara deliğe en yakın yıldız olduğu anlamına geliyor, hem de şimdiye kadar tespit edilen en hızlı S-yıldızı.
VLT tarafından GRAVITY cihazı kullanılarak elde edilen bu görüntü serisi, Sgr A etrafında dönen çeşitli S-yıldızlarını gösteriyor; bunlardan biri de yeni keşfedilen S301. Karşılaştırma yapmak amacıyla, Güneş’in etrafındaki Neptün’ün yörüngesi de gösterilmiş. Görüntü Kaynağı: ESO/GRAVITY işbirliği
Nobel Ödülü sahibi Reinhard Genzel, bir basın açıklamasında şunları belirtti: “Galaksimizin merkezindeki kara delik olan Sagittarius A’nın etrafındaki yıldızları dikkatlice takip etmenin sonucu olarak, çok umut vadeden bir yıldız keşfettik. S301, Sagittarius A’ya bu kadar yakın yörüngede olduğu için, bu kara deliğin temel özelliklerini anlamak için yeni bir pencere açıyor.” Genzel, Almanya’daki Max Planck Extraterrestrial Physics Enstitüsü’ndeki (MPE) direktörü ve bu yeni gözlemleri yapan işbirliğinin kurucu üyesi.
S301, Sgr. A’ya o kadar yakın ki, Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı’nın bir yönünü test etmek için bir fırsat sunuyor. Samanyolu Galaksisi’nin SMBH’si çok büyük olduğu için, döndüğü anda uzayı da beraberinde sürüklüyor ve bu da yakındaki yıldızları etkiliyor. Bu sayede S301, kara deliğin dönüş hızını ölçmek için kullanılabilir.
Mang, “Bu yıldızla birlikte, önümüzdeki 10 yıl içinde kara deliğin dönüş hızını ölçmeyi umuyoruz,” diye belirtti.
Aynı zamanda bu çalışmanın önemli bir diğer yazarı olan MPE araştırmacısı Stefan Gillessen de şunları ekledi: “İlk kez, büyük bir kara deliğin dönüşünü doğrudan ölçebilecek ve bu da Einstein’ın teorisinin temel bir testini sağlayacak.”
Yıldızlar, Sgr. A’ya yaklaştığında, araştırmacıların Lense-Thirring etkisi ile göreliliği test etmelerine olanak tanıyor.
SMBH döndüğünde, uzayı da beraberinde sürüklüyor ve buruşturuyor. Yıldız kara deliğe en yakın olduğu anda, onunla birlikte sürükleniyor. Bu durum, yörünge precesyonuna neden oluyor ve bu kadar yakın bir SMBH’ye sahip olan bir yıldızın yörüngesi her turda biraz kayıyor.
Bu grafik, kara deliğin dönüşünün yıldızın kara deliğe en yakın olduğu noktayı her yörüngede nasıl değiştirdiğini gösteriyor. Bu durum, Lense-Thirring etkisi nedeniyle ortaya çıkıyor. Grafik Kaynağı: ESO/GRAVITY işbirliği/L. Calçada
S301’in Sgr. A’ya bu kadar yakın olması, araştırmacılar için büyük bir avantaj. Çünkü o kadar yakın olduğu için, kara deliğin dönüş hızını belirlemek için diğer yıldızların hareketlerini ölçmekle yıllarca uğraşmak zorunda kalmayacaklar.
Çalışmanın ortak yazarı ve LIRA Observatoire de Paris–PSL’deki astronom olan Juan Osorno da şunları söyledi: “Bu yıldız olmasaydı, kara deliğin dönüş hızını belirleyebilmek için diğer yıldızların hareketlerini ölçmekle yıllarca uğraşmak zorunda kalırdık.”
S301’in keşfi de kolay olmadı; çünkü Betelgeuse’den iki milyar kat daha sönük. Araştırmacılar, Sgr. A’nın etrafındaki bölgeyi incelemek için Very Large Telescope Interferometer üzerindeki GRAVITY cihazını kullandılar. Her yıl yaklaşık 100 saat boyunca, yıldız hareketlerini takip etmek için GRAVITY’i kullandılar. Tüm bu gözlemlerden elde edilen veriler birleştirildi, analiz edildi ve modellenerek sonuçlar ortaya çıkarıldı.
Araştırmacılar, “2023 baharında, Sgr A’nın 15 mas kuzeybatısında sönük bir yıldız keşfettik; bu yıldız daha sonra dışarı doğru hareket etti ve S301 olarak adlandırıldı,” diye yazdılar. Yıldızın yörüngesini belirlemek için 2023’teki gözlemlerde dört farklı konumda tespit edildi. Daha sonra, araştırmacılar önceki yıllardaki gözlemlerden de bu yıldızın varlığını tespit ettiler; özellikle 2021 ve 2017 gözlemlerinde daha zayıf sinyaller bulunmuştu. Araştırmacılar, “Genel olarak, S301’in yörüngesini belirleyen 19 farklı konum tespit ettik,” diye yazdılar.
Yıldızın neden bu kadar yakın bir yörüngeye sahip olduğu sorusuna gelince, bunun nedeni büyük olasılıkla yıldızın geçmişte yaşadığı olaylar. Yıldızlar, bu kadar yakın bir yörüngede oluşamaz; bu nedenle S301 daha önce başka bir yerde oluşmuş ve daha sonra mevcut yörüngesine geçmiştir. Olası bir senaryo ise, yıldızın geçmişte bir çift yıldız sistemi içinde yer alması ve daha sonra bir olayın (Hills disruption) sonucu eşlik eden yıldızdan ayrılmasıdır.
Araştırmacılar, “Tüm bu özellikler birlikte değerlendirildiğinde, S301’in basit ve tutarlı bir resim çizdiği görülüyor: kompakt bir ana dizili çift yıldız sistemi, Sgr A tarafından gelgit etkileriyle ayrıldı; bu durum, S301’i en radikal yörüngede bıraktı ve eşlik eden yıldızı yüksek hızlı bir yıldız olarak dışarı attı,” diye sonuçlandırdılar.
Kaynak: Universe Today
