“Şanını kayan bir yıldız gibi görüyorum.”
Salisbury Kontu, Shakespeare’in “Richard II” oyununda gelecek hakkında uzun uzun düşünürken böyle söylüyor.
İngiliz Rönesansı sırasında insanlar kayan yıldızların gökten düşen ışıklar ve felaketin habercisi olduğuna inanıyorlardı . Ancak 19. yüzyılın sonunda, bilim adamları gerçeğin çok daha sıradan olduğunu belirlediler. Günümüzde yaygın olarak kayan veya düşen yıldızlar olarak adlandırılanlar , Dünya atmosferine girdiklerinde hızla yanan küçük kaya veya toz parçalarıdır.
Ancak doğanın size bir sürprizi var – kayan yıldızlar gerçekten var.
Ben gök mekaniği üzerine çalışan bir astrofizikçiyim – yıldızlar, gezegenler ve galaksiler gibi nesnelerin nasıl hareket ettiğini.
2005’ten 2014’e kadar, Fred Lawrence Whipple Gözlemevi’ndeki Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması ve teleskopları içeren anıtsal bir gözlem programı , kendi gökadalarının çekiminden kaçabilecek kadar inanılmaz bir hızla hareket eden yeni bir yıldız sınıfını doğruladı.
Gökbilimciler , evrende saatte milyonlarca mil hızla yakınlaşan bu gerçek hayattaki kayan yıldızları (hiper hız yıldızları olarak adlandırılır) anlamaya yeni başlıyorlar.
Dönen yıldızlar ve sapanlar
Hiper hızlı yıldızların hikayesi, Los Alamos Ulusal Laboratuvarları’nda teorisyen olan Jack Gilbert Hills’in ilham aldığı bir fikre sahip olduğu 1988’de başlar: İkili bir yıldız sistemi – yani kütleçekimsel olarak birbirine bağlı ve yörüngede dönen iki yıldız olsaydı ne olurdu? ortak bir kütle merkezi – Samanyolu’nun merkezindeki devasa kara deliğin yakınında mı seyahat etti? Hills , kara deliğin gelgit kuvvetinin ikili sistemi ikiye ayırabileceğini hesapladı .
İki buz patencisinin el ele tutuşup aniden bırakana kadar kendi etrafında döndüğünü hayal edin. İki patenci birbirinden uzağa uçacak. Benzer şekilde, ikili bir sistemdeki iki yıldız, bir kara delikle yakın bir karşılaşmayla birbirinden ayrıldığında, uçup gideceklerdir. Böyle bir karşılaşmada bir yıldız, galaksiden sapanla fırlatılmaya yetecek kadar enerji kazanabilir.
Gökbilimciler artık hiper hızlı yıldızların bu şekilde doğduğunu biliyorlar.
Teori, gözlemler ve simülasyonlar
Hills’in ileri görüşlü makalesinin yayınlanmasından sonra, astronomi topluluğu, hiperhızlı yıldızları, gözlemsel kanıt olmasa da, ilgi çekici bir olasılık olarak gördü. Bu 2005’te değişti.
Arizona’daki MMT Gözlemevi’ni kullanan bir araştırma ekibi, Samanyolu’nun halesindeki yıldızları gözlemlerken çok beklenmedik bir şeyle karşılaştı. Yaklaşık 2 milyon mil (3,2 milyon km / saat) hızla Samanyolu’ndan kaçan bir yıldız gözlemlediler. Bu, bilinen ilk hiper hız yıldızı olan HVS1 idi .
Gözlemler hikayenin bir kısmını anlatıyor, ancak diğer soruları yanıtlamaya yardımcı olmak için – yol arkadaşı hiper hız yıldızından ayrıldıktan sonra ne olduğu gibi – danışmanım ve ben bilgisayar simülasyonlarına döndük. Modellerimiz, eski çiftteki diğer yıldızın, genellikle Dünya’nın Güneş’in yörüngesinde dönmesiyle aynı şekilde kara deliğin yörüngesinde bırakıldığını tahmin ediyor.
Bu modelleme çalışmalarının bir başka heyecan verici sonucu da, bazen iki yıldızın birbirine çarpabileceğinin keşfedilmesiydi . Bu olduğunda, yıldızlar çok büyük bir yıldızda birleşebilir.
Bu yıldızlardan birinin etrafında dönen bir gezegenin başına ne gelebileceğini merak ediyorsanız, onu da modelledik. 2012’deki kısa bir makalede , meslektaşlarım ve ben, galaksimizin merkezindeki kara deliğin, Samanyolu’ndaki gezegenleri ışık hızının yaklaşık %5’i kadar bir hızla fırlatabileceğini gösterdik.
Bugün itibariyle, herhangi bir hiper hız gezegeni tespit edilmedi, ancak orada , mutlu gökbilimcilerin tesadüfen karşılaşmasını bekliyor olabilirler.
Tüm hızlı yıldızlar galaksiyi terk etmez
2013’te fırlatılan Gaia uzay aracından elde edilen verileri kullanarak , meslektaşlarım ve ben, astronomi topluluğunun daha önce “hiper hız yıldızları” olarak kabul ettiği bazı yıldızların aslında Samanyolu galaksisine bağlı olduğunu keşfettik .
Bu sonuç kulağa hayal kırıklığı gibi gelse de aslında iki kritik noktayı ortaya koyuyor. Birincisi, yıldızları yüksek hızlara çıkarmak için farklı mekanizmalar vardır. Bugün gökbilimciler binlerce hızlı yıldızı biliyorlar . Bununla birlikte, bir yıldızın hızlı hareket etmesi onu Samanyolu’ndan bağımsız bir hiper hızlı yıldız yapmaz. İkincisi, Samanyolu’ndan kaçan gerçek hiper hızlı yıldızlar, önceden düşünülenden daha nadir olabilir.
Gelecek parlak ve hızlı
Gerçek kayan yıldızların var olmasını güzel buluyorum. Yörüngelerini ve hızlarını incelemenin bugün bilimdeki en önemli sorulardan bazılarını yanıtlamaya yardımcı olması da aynı derecede şaşırtıcı.
Örneğin, hiper hızlı yıldızlar , evrendeki karanlık maddenin doğası ve dağılımı hakkında ipuçları verebilir. Hiper hız yıldızları , galaksinin merkezinde birden fazla kara delik olup olmadığını yanıtlamanın anahtarı olabilir .
Öğrencilerim, bu son derece hızlı yıldızların etrafındaki gezegenleri aramak için NASA’nın Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusunu kullanıyor. Bir hiper hızlı yıldızın etrafında bir gezegenin bile keşfi, gezegen oluşumu ve hayatta kalma fikirlerini sonsuza dek değiştirecektir.
Bu yıldızlar hızlı ama yavaş yavaş doğanın sırlarına ışık tutuyorlar. Gerçek bir kayan yıldızı kendi gözlerinizle göremeseniz de, kesinlikle bir dilek tutabilirsiniz.