Sanatçı bir galaktik sürgün Illustration. İmaj kredisi: CfA. Büyütmek için tıklayın.
Söyleşiyi dinleyin: Galaktik Sürgünler (6.2 MB)
Veya Podcast'e abone olun: universetoday.com/audio.xml
Podcast nedir?
Fraser Cain: Bana gözlemlediğiniz yıldızları ve galaksimizden nasıl atıldıklarını anlatabilir misiniz?
Warren Brown: Samanyolu'nun uzak bölgelerinde, galaksimizde hiç kimsenin gerçekten yıldız görmediği hızlarda seyahat eden iki yıldız, en azından galaktik merkezin dışındaki yıldızlar. Bu yıldızların galaktik merkezden yüz binlerce ışık yılı uzakta olması dışında. Ve yine de, hızları için tek mantıklı açıklama, galaksinin merkezindeki süper kütleli kara delik tarafından atılmış olmalarıdır.
Fraser: Demek süper kütleli kara deliğe çok yaklaştılar ve bir çeşit kovuldular mı?
Brown: Evet, işte resim. Bu senaryo üç beden gerektirir ve astronomlar bunun gerçekleşmesinin en olası yolunun bir çift yıldızınız olması olduğunu söyler. Bildiğiniz gibi, gökyüzündeki yıldızların yarısı gibi bir şey aslında bir çift veya bazen daha fazla yıldız içeren sistemlerdir. Ve böylece, bir nedenden ötürü, süper kütleli kara deliğe çok yakın seyahat eden sıkı bir şekilde bağlanmış yıldız çiftiniz varsa, bir noktada kara deliğin yerçekimi yıldız çifti arasındaki bağlanma enerjisini aşacak ve bu yıldızlardan birini koparacak . Bir yıldızı ele geçirecek, ancak diğer yıldız sistemi çiftin yörünge enerjisiyle terk ediyor. İşte bu şekilde ekstra hız artışı elde edersiniz. Süper kütleli karadelik temel olarak bir yıldızı çözebilir, yakalayabilir ve diğerini çiftin sahip olduğu tüm enerji miktarıyla bırakabilir. Ve sonra o yıldız galaksiden çıkarılır.
Fraser: O zaman düzenli, tek bir yıldız çok yaklaşırsa çıkarılacak enerjiye sahip olmazdı. Sanırım yıldızın kara deliğe çok yaklaştığı ve yörüngesinin yönünü değiştirdiği bazı simülasyonlar gördüm, ancak hala yörüngede dönmeye devam ediyor.
Brown: Tabii, bunun Jüpiter veya başka bir şeyin etrafında sapan bir uzay aracı gibi olduğunu hayal edebilirsiniz. Yörüngeyi değiştirdiğinizi ve biraz hız kazandığınızı hayal edebilirsiniz. Ancak galakside 3-4 güneş kütlesi yıldızının kütlesi olan bir şey için bu kadar hız kazanacak bir mekanizma yok. Gördüğümüz hızı yaratmak için üç beden etkileşimi gerekir. Ve gözlemlediğimiz şey bize göre hareketleridir. Saatte yaklaşık 1-1.5 milyon mil hızla bizden uzaklaşıyorlar.
Fraser: Yıldızlar ayrılmalarıyla karşılaşmaya geldiklerinde ne kadar hızlı gidiyorlardı?
Brown: Emin değilim. Muhtemelen 10 kez, kara delikten geçtikleri andan hemen önce. Tabii ki, kara deliğin o yerçekimsel potansiyelinden ayrıldıkça, aniden yavaşlarlar. Son kaçış hızları şu anda gözlemlediğimiz şeydir; saatte bir milyon mil civarında. Ve bu, galaksimizden tamamen kaçmak için ihtiyacınız olan hızın iki katından fazla. Bu yıldızlar gerçekten sürgün. Galaksiden dışlanıyorlar ve asla geri dönmeyecekler.
Fraser: Ve bir yıldız atıldı. Diğer yıldıza ne olur?
Brown: Bu ilginç bir soru. Aslında, bazı büyük teorisyenlerin, çok büyük eliptik yörüngelerdeki merkezi büyük kara deliğin etrafındaki bu yıldızların keşfettiğimiz bu hiper hız yıldızlarının eski yoldaşları olabileceğini öneren bir teori makalesi var. Bu beklediğiniz bir yörünge. Yıldız doğrudan kara deliğe düşecek kadar şanssız olmadıkça, biraz özlüyorsa, sadece dönecek ve daha sonra merkezi büyük kara deliğin etrafında çok uzun bir eliptik yörüngede olacak.
Fraser: Peki çift nereden geldi? Bu, yakındaki bazı ikili yıldızları etkileyebilecek bir kader mi?
Brown: Bu aslında daha büyük resme ulaşıyor. Galaktik merkez ilginç bir yer. Çok sayıda genç yıldız var. Galakside keşfedilen en genç büyük yıldız kümelerinden üçü galaktik merkezin hemen yanından gelir. Ve galaksideki en büyük yıldızlardan bazılarını içeriyorlar. Yani etrafta dolanan bir sürü genç yıldız var. Soru, bir yıldızın yörüngesini nasıl değiştireceğini, böylece Güneş'in etrafında dönen Dünya gibi yörüngede dolanmak yerine, doğrudan süper kütleli kara deliğe doğru çekilmesini sağlamaktır. Ve bu açık bir soru. Ve keşfettiğimiz bu aşırı hız yıldızlarının bize bir şey, belki de bu mekanizmanın nasıl çalıştığı hakkında ipuçları vermeye başlıyor. Örneğin, bir fikir, bu yıldız kümeleriyle gözlemlediğimizdir. Belki de dinamik sürtünme ile, diğer yıldızlarla karşılaştıklarında, kara deliğin olduğu galaktik merkeze doğru yavaşça batabilirler. Ve bu gerçekleşecekti, aniden o büyük kara deliğin yanında bir sürü yıldız olduğunu hayal edebiliyordunuz. Bu hiper-hız yıldızlarından patlayabilirsin. Çıkarmak için her türlü yıldız var. Yine de gözlemlediğimiz yıldızların galaktik merkezden farklı seyahat süreleri var. Bu sadece müstehcen, ancak zaten süper kütleli kara delikle etkileşime giren yıldızların tarihi hakkında bir şeyler söylemeye başlayabiliyoruz. Şimdiye kadar ortaya çıkan şey, galaktik merkeze düşen yıldız kümeleri için kanıt olmadığıdır.
Fraser: Yıldızların doğduğu bir tür konveyör bandı olabilir ve sonra yavaşça batarlar ve çok yaklaştıkça dışarı atılırlar.
Brown: Evet, bu bir tür fikir. Konveyör bandının çalışması için, konveyörün çalışması için bir yıldız kümesi gibi büyük bir yere ihtiyacınız var. Büyük kara deliğe doğru bir şey batırabilme. Büyük bir nesne çok sayıda büyük nesneyle karşılaştığında, daha az büyük nesnelerin biraz daha fazla enerji vermeye eğilimli olduğu ortaya çıkar. Büyük nesne olarak, bu durumda bir yıldız kümesi enerji kaybeder, yörüngesi bozulur ve galaktik merkeze yaklaşır.
Fraser: Bulduğunuz az sayıda yıldız ve galaksideki çok sayıda yıldızla, bu adamları takip etmek oldukça zor bir iş olmalı. Kullandığınız yöntem neydi?
Brown: Evet, aslında bu zamanın heyecan verici sonuçlarından biri. İlk keşif, bir yıl önce, ilk hiper-hız yıldızından sonra, tesadüfî bir keşifti. Ve bu sefer aktif olarak onları arıyorduk. İşin püf noktası, bu şeylerin çok nadir olması gerektiğiydi. Teorisyenler, galaksinin tamamında belki de binlerce yıldız olduğunu tahmin ediyorlar. Ve galaksi 100 milyardan fazla yıldız içeriyor. Bu yüzden bize daha fazlasını bulma şansı veren bir şekilde bakmak zorunda kaldık. Ve stratejimiz iki yönlü oldu. Birincisi, Samanyolu'nun eteklerinde çoğunlukla eski, cüce yıldızlar bulunmasıdır. Güneş gibi yıldızlar veya kırmızı renkte daha az yıldız. Genç, mavi büyük yıldızlar yok ve aramaya karar verdiğimiz türden bir yıldız; genç ve aydınlık yıldızlar, böylece onları çok uzaklarda görebiliriz, ancak galaksinin eteklerinde böyle yıldızların olmaması gereken yerlerde. Stratejinin diğer kısmı da soluk yıldızlar aramaktı. Ne kadar ileri giderseniz, o kadar az arka plan galaksi yıldızı ile uğraşmanız gerekir. Ve galaksinin etrafında dönen başka bir yıldızın aksine, bu hiper hız yıldızlarıyla karşılaşma olasılığınız daha yüksektir.
Fraser: Peki yıldızın ne kadar hızlı hareket ettiğini söylemek için kullandığınız yöntem nedir?
Brown: Bunun için bir yıldız spektrumu almak zorundaydık. Arizona'daki 6.5 MMT teleskopunu kullanarak yıldızı aday yıldızlarımızdan birine doğrulttuk ve ışığı o yıldızdan alıyoruz ve onu gökkuşağı spektrumuna koyduk ve bu spektrumun fotoğrafını çekiyoruz. Ve yıldız atmosferindeki unsurlar parmak izi görevi görür. Hidrojen ve helyum ve diğer elementler nedeniyle emilim hatlarını görebilirsiniz. Ve hareketleri kullanıyordu, Doppler bu dalga boylarının - bu durumda kırmızıya kayması - kayıyor, yıldızların bizden ne kadar hızlı uzaklaştığını anlattı. Ve örneğimizdeki yıldızların çoğu normal galaksi yıldızlarıydı; oldukça yavaş hareket ediyorlardı ve sonra bunlardan ikisi oldukça hızlı seyahat ediyordu, ve şimdi açıkladığımız ikisi bu.
Fraser: Ve bunun bize yıldız oluşumu veya galaksinin merkezi hakkında ne söylediğini düşünüyorsun, yoksa…
Brown: Aslında, bu sefer hikayenin ilginç bir parçası. Şimdi bunların bir örneğine sahip olduğumuza göre, bunlar gerçekten yeni bir nesne sınıfı, bu aşırı büyüme yıldızları, nereden geldikleri hakkında bir şeyler söylemeye başlayabiliriz, bu da galaktik merkez. Bu yıldızlar bize galaktik merkezde neler olduğu hakkında bir hikaye anlatmak için çok uygun. Seyahat süreleri bize tarih, neler olup bittiğini ve aynı zamanda gördüğümüz yıldız türlerini anlatıyor. Bu durumda, bu genç, mavi yıldızlar - bu 3-4 güneş kütlesi yıldızı - astronomların onlara B tipi yıldız dediği. Gökyüzünün yaklaşık% 5'inde gerçekleştirdiğimiz anket bölgemizde iki tane gördüğümüz, galakside gördüğünüz ortalama yıldız dağılımıyla tutarlıdır. Ancak bu yıldız kümelerinin çoğunun galaktik merkezde gördüğünüzle tutarsız. Yani sadece gördüğünüz yıldızların türü bize galaksiden vurulanların nüfusu hakkında bilgi vermeye başlıyor. Bu durumda, bu süper kütleli yıldız kümeleri gibi görünmüyor, aksine galakside dolaşan ortalama yıldızınız.
Fraser: Peki emrinizde bir çeşit süper Hubble teleskobu olsaydı, ne aramak isterdiniz?
Brown: Oh, bu yıldızların gökyüzünde hareketini aramak istiyoruz. Yani tüm bildiğimiz minimum hızları. Ölçebileceğimiz tek şey, bizim görüş açımızdaki hızlarıdır. Bilmediğimiz, gökyüzünün düzleminde doğru hareket denilen hız var. Bu yıldızların hareket ettiğini görmek için 3-5 yıllık taban çizgileriniz varsa Hubble ile bunu yapmak mümkündür. Çok küçük bir hareket olmalı. Süper bir Hubble'ınız varsa, belki bir yıl içinde görebilirsiniz. Bunu bilmek çok ilginç olurdu. Bu sadece size bunların gerçekten başka bir yerden değil, aynı zamanda yörüngelerinden de galaktik merkezden geldiğini söyleyecekti. Nasıl hareket ettiklerini tam olarak biliyorsan, galaktik merkezden düz bir çizgiden sapma, galaksinin yerçekiminin zaman içindeki yörüngesini nasıl etkilediğini anlatır. Bunu bilmek de çok ilginç.
Fraser: Doğru, bu karanlık maddenin dağılımını çizmeye yardımcı olur.
Brown: Kesinlikle, kesinlikle. Böylece gökbilimciler karanlık maddenin varlığını çıkartıyorlar. Galaksinin etrafında dönen yıldızları olması gerekenden daha hızlı görüyoruz, çünkü onları yörüngelerinde tutturamadığımız kitle var gibi görünüyor. Ve bu karanlık madde, galaksinin etrafına nasıl dağıldığını anlamak zor. Ama bu yıldızlar zaten galaksinin eteklerinde, ve onlar geçtikçe, bu pertürbasyon, karanlık şeyler bu galaksiden geçerken yerçekimsel çekimleri gittikçe yavaş yavaş toplanıyor. Yani aslında bu karanlık maddenin dağılımını sadece yörüngelerinde ölçüyorlar. Dolayısıyla, bir yıldız örneğinin hareketlerini ölçebiliyorsanız, aslında karanlık maddenin galaksinin etrafına nasıl dağıldığına bir bakmaya başlar.
