Ortanca Kütleli Karadelikler Var Mı?

Kazım Yavuz Ekşi

İstanbul Teknik Üniversitesi

Fizik Mühendisliği Bölümü

Özet: Astrofiziksel karadelikler ya ikili bir yıldız sisteminde yer alıp eşlikçisinden kütle aktarımı yapan, yıldız evrimi sonucunda ortaya çıkmış, 5-20 güneş kütlesinde nesneler (yıldız-kütleli karadelik) ya da galaksilerin özeğinde yer alan çok büyük kütleli (M~10^6-10^9 güneş kütlesi) nesneler (süper-kütleli karadelik) olarak karşımıza çıkmaktadır. 2000’lerin başlarından itibaren sınıflandırılan aşırı-parlak X-ışını kaynakları (AXK’lar) yıldız kütleli bir karadelikten beklenebilecek ışıma gücünün 2-3 mertebe üzerinde ışıma yapan nesneler olmaları ve galaksi özeğinden uzak olmaları dolayısıyla her iki sınıfa da dahil edilememiştir. Bir görüşe göre bu nesneler hüzmelenmiş ışımaları bize yönelmiş olduğundan aşırı parlak görünen yıldız-kütleli karadeliklerdir. Bir başka görüşe göre ise eş-yönlü ışıma yapan ortanca kütleli (M ~ 10^3-10^4 güneş kütlesi) karadeliklerdir. Ortanc! a kütleli karadelik fikri çekici bir yenilik olmasına karşın bu nesnelerin oluşumuna giden astrofiziksel yollar çok olanaklı görünmemektedir.

Ekim 2014’te M82 galaksisindeki bir AXK’dan X-ışını atımlarının gözlemlenmesi bu nesnenin eşlikçisinden kütle aktarımı yapmakta olan 1.37 s dönme peryoduna sahip bir nötron yıldızı olduğunu göstermiştir [1]. Bu nesnenin dönme frekansının büyüme hızının yüksek oluşu ise dipol manyetik alanının yüksek olduğuna (B > 10^13 G) işaret etmektedir [2]. Bu yüksek manyetik alan hem eşlikçiden gelen maddeyi yıldızın manyetik kutuplarına kanallayarak dönme peryodundaki X-ışını atımlarını modüle etmekte, hem fotonların elektronlardan saçılma tesir kesitini küçülterek ışıma basıncı ile gravitasyonun dengelendiği kritik ışıma gücünü (Eddington limiti) yükseltmekte hem de ışımanın hüzmelenmesini olanaklı kılmaktadır. AXK’ların ne kadarının nötron yıldızı olduğu, ortanca kütleli karadeliklerin var olup olmadıkları yüksek enerji astrofiğinin sıcak konularıdır.

 
[1] Bachetti et al. (2014) Nature, Volume 514, Issue 7521, pp. 202-204 (http://arxiv.org/abs/1410.3590)
[2] Ekşi et al. (2015) Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Volume 448, Issue 1, p.L40-L42 (http://arxiv.org/abs/1410.5205)

 

Tarih : 8 Ekim 2015 Perşembe, Saat: 15:00
Yer : MSGSÜ Bomonti Yerleşkesi, Fizik Bölümü