Kara Deliklerin Işığının Giderek Sönmesinin Sebebi Yıldızların Dönüşü Olabilir

Bilim insanları bir süredir yıldızlar ve kara delikler arasındaki ilişkiyi araştırıyor. Yıldızlar kara deliğe yaklaşıyor, parçalanıyor ve kara delik etrafında bir enkaz kalıyor. Ancak bazı yıldızlar burada parçalanmıyor, hatta tekrar tekrar yaklaşıp her seferinde biraz daha madde kaybediyor. Araştırmalar ise bu olaylardaki ışık sönmesinin, yıldızın kendi dönüş hızından dolayı olabileceğini düşündürüyor.

Bir yıldızın kara deliğe yaklaşması demek yıldız için kötü haber anlamına geliyor. Deliğin kütleçekimi güçlü olduğundan dolayı yıldızın bir tarafını diğer tarafından çok daha fazla çekiyor bu da yıldızın uzayıp parçalanmasına sebep olabiliyor. Astronomların ‘gelgit bozulması olayı’ ya da TDE olarak adlandırdığı bu süreç yıldızı kara deliğin çevresine savuruyor ve yıldızın bir bölümü kara deliğe doğru düşerken günler veya aylar boyunca sürebilen yoğun bir ışıma ortaya çıkabiliyor.

Her yıldız için son aynı değil. Bazıları kara deliğe yaklaşıyor ancak tamamen parçalanmıyor. Bu durum astronomlar için daha değerli çünkü aynı yıldız ile kara delik arasındaki etkileşim birden fazla kez yaşanıyor. Bu olaya ‘tekrarlayan kısmi gelgit bozulması olayları’ veya rpTDE adı verilirken süreç şöyle: Kara delik yıldızın dış katmanlarından bir miktar madde koparıyor, yıldızın çekirdeğine ise bir şey olmuyor. Yıldız böylelikle yörüngesine devam ederken birkaç ay ya da birkaç yıl sonra aynı yere yeniden geliyor. Kara delik bu kez yine bir parça daha koparıyor.

Yıldız her karşılaşmada biraz daha fazla madde kaybediyor ve dolayısıyla kara deliğe düşecek daha az yakıt kalıyor. Yıldızdan kopan madde miktarı azalmasına rağmen, kara deliğin ürettiği parlamanın parlaklığı aynı seviyeye yakın kalabiliyordu.

Syracuse University'den Ananya Bandopadhyay ve çalışma arkadaşlarının ‘Yıldız Dönmesinin Tekrarlayan Kısmi Gelgit Bozunma Olaylarındaki Rolü’ adındaki yeni araştırması, bu eksik parçayı yıldızın dönüşünde arıyor. Ekip daha önce kara deliğin gelgit kuvvetlerinin yıldızın yalnızca maddesini koparmadığını, aynı zamanda yıldıza bir tork uygulayarak onu her yakın geçişte biraz daha hızlı döndürdüğünü göstermişti.

Yıldız hızlandıkça yörüngesindeki süreç değişiyor ve koparılan maddenin kara deliğe geri dönme süresi kısalıyor. Böylece her seferinde daha az madde kaybedilmesine rağmen madde daha kısa zaman aralıklarında geri dönüyor ve ortaya çıkan parlama kabaca aynı parlaklıkta kalabiliyor.

Yeni araştırma aslında buna yönelik. Yıldızın kara delikle ilk karşılaşmasından önce nasıl bir hızla döndüğünü inceliyor. Böyle bir yıldız için kara deliğin uyguladığı tork, dönüş hızını önceki senaryodaki kadar artırmayabilir. Yani yıldız aslında çok hızlıydı ve koparılan maddenin geri dönüş süresi sabit. Yıldız her karşılaşmada daha az madde kaybettikçe, kara deliğe ulaşan maddenin miktarı azalıyor ve yeni parlamalar bir öncekinden daha sönük hale geliyor.

Galaksilerdeki yıldızların önemli bir bölümü yalnız değil. İkili sistemlerde birbirlerinin çevresinde dönen yıldızlar, deliğe yaklaştıkça ‘Hills mekanizması’ olarak bilinen süreçte ikili sistem kütleçekimiyle parçalanabiliyor.

İşin yıldızın dönüşüyle ilgili kısmı ise bu ikili sistemin ne kadar sıkı olduğuna bağlı. Birbirine çok yakın iki yıldız, gelgit etkileri nedeniyle birbirlerine kilitlenebilir; yani yıldızlardan biri kendi ekseni etrafında, ikilinin diğer yıldızın çevresindeki dönüş hızına denk bir hızla döner.

İkili sistem ne kadar sıkıysa yörünge periyodu o kadar kısa, yıldızların dönüşü de o kadar hızlı olur. Kara delik bu sistemi parçaladığında geride yalnızca yakalanmış bir yıldız kalırsa, bu yıldız hem kara deliğe oldukça yakın bir yörüngeye yerleşebilir hem de bu yörüngeye girmeden önce kazandığı yüksek dönüş hızını beraberinde taşıyabilir.

Samanyolu'nun merkezindeki süper kütleli kara delik Sagittarius A* şu anda bir rpTDE'ye ev sahipliği yapmıyor. Ancak çevresinde son derece hızlı hareket eden yıldızlar bulunuyor. Hills mekanizması, bu yıldızların en azından bir bölümünün galaktik merkeze nasıl taşınmış olabileceğine dair olası bir açıklama sunuyor.

The Astrophysical Journal’da yayımlanan yeni çalışma, yıldızın neden daha az ışık saçtığını açıklamaktan ziyade kara deliklerin çevresindeki bu tekrarlayan kozmik karşılaşmaları, yıldızların iç yapısını, dönüşünü ve geçmişteki ikili ilişkileri hakkında bilgi taşıyor. Bir yıldızın kara deliğe her yaklaşımı yalnızca onun geleceğinin yanı sıra nereden geldiğini de anlatıyor olabilir.