NGC 3603, Güneş’ten 22.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan bir yıldız patlaması bölgesidir; Galaksimizde bu türde bilinen en yakın bölgedir.

Bir araştırma ekibi, hem Hubble Uzay Teleskobu (HST) arşiv verilerini hem de yeni gözlemleri kullanarak NGC3603-A1 ikili yıldız sistemlerini hassas bir şekilde ölçtü.

Yıldızlardan biri Güneşimizin kütlesinin yaklaşık 93 katı ağırlığındayken, yoldaşı yaklaşık 70 Güneş kütlesinde. Yakınlıkları ve inanılmaz kütleleri, her iki yıldızı da yeniden şekillendiren dinamik bir ilişki yaratıyor.

Bu ikisi birlikte, Galaksimizde şimdiye kadar keşfedilen en büyük kütleli çift sistemlerden birini temsil ediyor. Bu sistemi gerçekten olağanüstü kılan şey, yörünge hareketlerinin hızıdır.

İki dev, birbirlerinin etrafında her 3,8 günde bir tur atıyor; bu da Dünya’nın Güneş etrafındaki bir yılını tamamladığı sürede, bu yıldız devlerinin birbirlerinin etrafında yaklaşık 100 kez dönmüş olacakları anlamına geliyor. 

NGC 3603’teki yıldız kümesinin çekirdeği, HST’deki Geniş Alan Gezegen Kamerası 2’den (WFPC2) alınan bir görüntüde ayrıntılı olarak gösterilmektedir. NGC3603-A1, merkezdeki üç zar zor ayırt edilebilen yıldızın en parlak (ve sağ üstte) olanıdır.

Keşif, yıllar süren dedektiflik çalışmalarını ve beklenmedik bir kaynaktan gelen kritik bir iç görüyü gerektirdi. O zamanlar Carleton Kolej’de öğrenci olan Sarah Bodansky, 2020’de  Lowell Gözlemevi’nde çalışırken, eski HST verilerinde herkesin gözden kaçırdığı bir şeyi fark etti.

Lowell Gözlemevi’nden Dr. Phil Massey, “Sarah’ın çalışmaları bu projenin ilerlemesini mümkün kıldı. Herkesin gözden kaçırdığı bir şeyi fark etti.”

“Yıldızlar bize doğru ve bizden uzağa doğru en büyük hareketlerini yaptıklarında bazı spektral özellikler iki katına çıkıyordu. Bu keşif olmasaydı, proje sekteye uğrardı” dedi.

Bu gözlem, tek ve bulanık bir yıldız gibi görünen şeyin çift yapısını ortaya çıkardığı için önemliydi. Galaksimizin en aktif yıldız oluşum bölgelerinden biri olan yoğun yıldız kümesi NGC 3603’te bulunan bu sistem, yalnızca HST’nin olağanüstü netliği sayesinde çözümlenebildi.

Her iki yıldız da o kadar büyük ve enerjik ki, genellikle dış katmanlarını yoğun yıldız rüzgarlarıyla parçalayan yaşlı ve ölmekte olan devler olan Wolf-Rayet yıldızlarını taklit ediyorlar.

Ancak, NGC 3603-A1’deki yıldızlar aslında hâlâ genç ve bu da büyük yıldızların gerçekte olduklarından çok daha gelişmiş görünmelerine neden olabilecek aşırı koşulların bir göstergesidir.

İki yıldız arasındaki etkileşim, yıldız evriminin büyüleyici bir öyküsünü anlatıyor. Çiftin küçük olanı, büyük eşinden kütle çalmış ve bunun sonucunda daha hızlı dönmesine neden olmuş gibi görünüyor.

Bu tür bir kütle transferi, büyük yıldızların zaman içinde nasıl değiştiğini anlamak için çok önemli ve nihai kaderlerine dair ipuçları sağlıyor.

Bodansky, “En büyük kütleli yıldızlar için, gökbilimciler genellikle yıldızı ‘ağırlıklandırmak’ için çok iyi sınırlandırılmamış modellere güvenmek zorunda kalırlar. Ancak bu çalışma, kütlesinin daha temel bir ölçümünü elde edebileceğimiz özel bir ikili sistem türüne odaklandı” dedi.

NGC 3603-A1 gibi büyük ikili sistemler, sonunda birleşerek bilim insanlarının 2015’ten beri tespit ettiği kütle çekim dalgaları yaratabilen ikili kara deliklerin öncüleridir.

Bu yıldız ilişkilerini anlamak, gökbilimcilerin bu tür çarpışmaların nerede ve ne zaman meydana gelebileceğini tahmin etmelerine yardımcı olur.