Ardışık İkili Kara Delik Birleşmelerine Yol Açan Devasa Yıldız Üçlüsü
Bir sanatçının çarpışmak ve birleşmek üzere olan iki kara delik izlenimi.
İkili bir sistemde iki kara deliğin birleşmesi sonucu, Dünya’da çekim dalgası gözlemevleri tarafından tespit edilebilen bir enerji yayılır. LIGO ve VIRGO Bilimsel İşbirliği ile bugüne kadar bu tür birleşmelerle tespit edilmiş güvenilir kaynakların onlarcası açıklandı. Şimdi, ele alınan ana sorulardan biri, bu tür birleştirme ikili yıldızlarının kökeniyle ilgilidir: Bunlar izole edilmiş ikili yıldızlardan mı yoksa yoğun yıldız ortamlarından mı geliyor?
Niels Bohr Enstitüsünden Dr. Alejandro Vigna-Gómez liderliğindeki ekibin şu anki yaptığı bir araştırma, bazı ikili kara deliklerin üçlü yıldız sistemlerinden kaynaklanabileceğini göstermekte. Üçlü bir yıldız sistemi, içte bir ikili ve çevresinde dönen bir üçüncü yıldız arkadaştan oluşur. İçteki ikili yıldız çifti birbirine yeterince yakınsa, hızla birleşen ikili bir kara delik haline gelebilir.
İkili bir kara delik birleşmesinin ürünü son tahlilde, dönen tek bir kara deliğe dönüşmektir. İçteki ikili kara deliğin birleşmesi, Evren çağında başlangıçtaki üçlü sistemi, birleşebilecek ikili bir yapıya dönüştürür. Bununla birlikte, bu üçlü sistemlerin montajı göründüğü kadar basit değildir, çünkü düşük metalliklerde şekillendirilmeleri gerekir.
Büyük yıldız üçlülerinin zaman evrimi: Şekil, mavi renkli kompakt yıldızları, kırmızı zarflı standart evrim geçiren yıldızları, siyahtaki kara delikleri ve çevreleyen girdapla birleşen ikili kara delikleri göstermektedir. Sıralı birleşmeler olarak oluşan kara delikler “SM” olarak etiketlenir. Üstte: Dıştaki üçüncül yıldız, sistemdeki en büyük yıldızdır ve bu üçlüdeki ilk kara deliği oluşturur. İçteki ikili, kompakt yıldızlardan oluşmalıdır ve üçüncül, standart evrimleşen veya kompakt bir yıldız olabilir. Orta: tüm yıldızların benzer kütleleri vardır. Bu üçlüler, yalnızca tüm yıldızlar kompaktsa sıralı birleşmelere yol açabilir. GW170729 bu evrimi yaşamış olabilir. Altta: Üçüncül yıldız, içteki ikili yıldızların herhangi birinden önemli ölçüde daha düşük kütleye sahiptir. Bu yapılandırma, sıralı birleşmelere yol açmaz ve yalnızca tamamlanma için sunulur.
Gökbilimciler metalleri hidrojen ve helyum dışındaki tüm elementler olarak görürler. Yıldızlararası gaz ve toz bulutlarında düşük metalik ortamlar, hidrojen ve helyum elementlerinin yaklaşık % 99’undan fazlasının oluşturulduğu ortamlardır. Bilim insanları, düşük metalik ortamlarda nadir bulunan kompakt yıldızların var olduğuna inanıyorlar.
Bu ortamlarda, hızlı dönme yıldızın yakıtını karıştırır ve kimyasal olarak homojen gelişen yıldızların genişlemesini kısıtlar. Bu duruma ilaveten, metaliklik durumu (hidrojen ve helyum dışındaki diğer elementler) Evrenin yaşı ile birlikte artar ve bu nedenle kompakt yıldızların uzak geçmişte oluşma olasılığı daha yüksektir.
Vigna-Gómez ve arkadaşları, bu tür ardışık ikili kara delik birleşmelerinin özelliklerini incelediler ve bir ikili kara delik birleşmesinin algılanan sinyallerinden biri olan GW170729’un üçlü yıldız kökenli olabileceği sonucuna vardılar. Öne sürdüklerine göre; GW170729’un öncüsü, makul bir şekilde önceki bir birleşmeden, en az bir hızla dönen kara deliğe sahiptir.
Dahası, kütleler kimyasal olarak homojen bir şekilde evrimleşen yıldızlarınkiyle tutarlıdır ve çıkarılan oluşum süresi, iki ardışık birleşmeyi deneyimlemek için üçlü bir sistemin gerekeceği süre ile çakışır. Çekim dalgası gözlemevlerinden gelecek gözlemler, bu oluşum kanalını daha fazla araştırmaya ve daha genel olarak ikili kara delik birleşmelerinin kökenini anlamaya yardımcı olacaktır.
