Gökbilimciler Samanyolu’nda en ağır nötron yıldızından daha büyük fakat en küçük kara delikten daha hafif olan gizemli bir cisim keşfettiler. Bu gizemli cisim bilim insanlarının, her ikisi de büyük bir yıldız öldüğünde ortaya çıkan nötron yıldızları ve kara delikler ortasındaki ayrım çizgisini nereye çekeceklerini daha âlâ belirlemelerine yardımcı olabilir. Bu gizemli nesne, Güney Afrika’nın Kuzey Burnu’nda bulunan 64 antenden oluşan MeerKAT Radyo Teleskobu kullanılarak keşfedildi. Ağır yıldız kalıntısı, Samanyolu’nda “küresel küme” ismi verilen ağır bir yıldız kümesi içinde yaklaşık 40.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan ve süratle dönen bir nötron yıldızı ya da “milisaniye pulsarı” yörüngesinde dönüyor.
Gizemli nesne
İki nötron yıldızından oluşan bu sistem büyüleyici olsa da, şayet gizemli obje bir kara delikse, bu durum sistemi inanılmaz derecede imrenilen bir radyo pulsar-kara delik ikili sistemi haline getirecek. Pulsarın zamanlama düzeneği olarak kullanılabilecek epey periyodik patlamaları ve kara deliğin ağır kütleçekim tesiri sayesinde, bu türlü bir sistem Einstein‘ın 1915’te ortaya attığı ve Genel Görelilik olarak bilinen kütleçekim teorisinin hudutlarını test etmek için çok değerli olabilir.
PSR J0514-4002E olarak bilinen pulsar, gönderdiği zayıf radyo dalgaları aracılığıyla tespit edildi. Nötron yıldızı kozmik bir deniz feneri üzere saniyede 170 kere döndüğü için araştırmacıların PSR J0514-4002E’nin inanılmaz derecede ağır bir yörüngeye sahip olduğunu, yani fakat büyük bir çökmüş yıldızın kalıntısı olabileceğini belirlemelerini sağladı. Ekip, pulsar ve gizemli nesnenin birbirinden 8 milyon kilometre, yani Dünya ile Güneş ortasındaki aranın yaklaşık 0,05 katı kadar birbirinden uzakta olduğunu ve her yedi Dünya gününde bir birbirlerinin etrafında döndüklerini keşfetti. Bu inanılmaz bir yakınlık. Araştırmacılara nazaran yörüngedeki cisim bilinen tüm nötron yıldızlarından daha fazla kütleye sahipken, bilinen tüm kara deliklerden daha az kütleye sahip.
Kara delikler ve nötron yıldızları: Ortalarındaki fark nedir?
Hem nötron yıldızları hem de kara delikler, büyük yıldızlar nükleer füzyon için yakıtlarının sonuna geldiklerinde ve artık kendi yerçekimlerinin içe yanlışsız baskısına karşı kendilerini destekleyemediklerinde hayatlarına başlarlar. Fakat bu sessizce olmaz. Yıldızın çekirdeği çökerken, ölmekte olan bu yıldızın dış katmanları bir süpernova patlamasıyla havaya uçarak uzaktan bakıldığında inanılmaz bir görsel şölen, yakından bakıldığında ise tam bir kaos ortamı oluşturur.
Bu yıkımdan Güneş’in kütlesinin 1 ila 2 katı ortasında, Dünya’da bir kent genişliğinde ve yaklaşık 20 kilometre olan bir yıldız kalıntısı olan bir nötron yıldızı doğar. Lakin makul bir kütlenin üzerinde, nötronları farklı tutan kuantum basıncı aşılır ve çekirdek büsbütün çökerek bir kara deliğe dönüşür. Bir nötron yıldızı da bu hududu aşabilir ve kendi kütlesini artırmak için gereç çalabileceği bir yoldaş yıldıza sahipse bir kara deliğe dönüşebilir.
Gökbilimciler, bir yıldız çekirdeğinin dış katmanlarını ve kütlesinin büyük çoğunluğunu kaybettikten sonra hala Güneş’in kütlesinin 2,2 katının üzerinde bir kütleye sahipse, bir kara delik doğuracak kadar ağır olduğunu düşünüyor.
Buradaki sorun, gördüğümüz en hafif kara deliklerin hala Güneş’in yaklaşık 5 katı kütleye sahip olması. Güneş kütlesinin 5 katı ile 2,2 katı ortasında kara delik bulunmaması “kara delik kütle boşluğu” olarak biliniyor ve nötron yıldızları için 2,2 Güneş kütlesi sonu konusunda kuşku uyandırıyor.
“Kozmik laboratuvar”
Yapılan yeni çalışma bu boşluğu çözmek için tespit edilen bu gizemli objenin üzerine gidiyor. Bu eski yıldız kümesindeki yıldızlar, Samanyolu’nun geri kalanındaki yıldızlardan birbirine daha sıkı bağlıdır. NGC 1851‘deki yıldızlar o kadar kalabalıktır ki birbirleriyle etkileşime girerler, birbirlerinin yörüngelerini bozarlar ve hatta çok durumlarda çarpışırlar. Ekip, iki nötron yıldızı ortasındaki bu türlü bir çarpışmanın, PSR J0514-4002E pulsarının yörüngesinde tespit ettikleri gizemli objeyi oluşturmuş olabileceğini düşünüyor. Grup PSR J0514-4002E’nin yoldaşının bir nötron yıldızı mı, bir kara delik mi, yoksa şimdiye kadar bilinmeyen ağır bir kozmik obje mi olduğunu şimdi belirleyemiyor, lakin bu sistemin çok şartlar altında hususun ve fiziğin davranışını incelemek için “eşsiz bir kozmik laboratuvar” olabileceğini biliyorlar. Takım, keşfettikleri gizemli objenin nötron yıldızları, kara delikler ve kara delik kütle boşluğu hakkındaki soru işaretlerini ortadan kaldırabilecek bir dönüm noktası olduğuna inanıyor.
