Karadelik-yıldız çifti Cygnus X-1 sisteminin yeni gözlemleri, karadeliğin Güneş’ten yaklaşık 21; geçmiş tahminlerden yaklaşık 1,5 kat daha ağır olduğunu gösteriyor. Güncellenen kütle miktarı ile birlikte gökbilimciler, karadelik oluşturan yıldızların nasıl evrimleştiğini yeniden düşünmeye başladı. Görünüşe bakılırsa Samanyolu’ndaki yıldız boyutlu karadelikler, çökmeden önce yıldız rüzgarları etksiyle düşünülenden daha az kütle kaybediyor.
Yıldız rüzgarları sebebiyle yıldızların ne denli kütle kaybettiğini bilmek, çevrelerini ağır elementlerle nasıl zenginleştirdiklerinin anlaşılması açısından ve yıldızların patlayıp arkalarında karadelikler bıraktıklarında kütle ve bileşimlerinin anlaşılması açısından son derece önemlidir.
Amsterdam Üniversitesi’nden Tana Joseph, Cygnus X-1’in güncellenmiş kütlesini “eski bir şöhrete gelen büyük bir değişiklik” olarak tanımlıyor. Stephen Hawking ile Kip Thorne, 1964’te keşfedilen Cygnus X-1 sisteminin bir karadelik içerip içermediğine dair bahse girer. Bahsini sistemin karadelik içermemesinden yana kullanan Hawking, 1990 yılında yapılan keşif ile birlikte bahsi kaybeder ve Cygnus X-1 bilinen ilk karadelik olma ünvanını kazanır.
Gökbilimciler, radyo teleskop ağı (Very Long Baseline Array; VLBA) kullanarak Cygnus X-1’I yeniden mercek altına aldılar. Bahsi geçen teleskop ağı, Amerika Birleşik Devletleri boyunca Hawaii’den Virgin Adaları’na dek uzanır ve hep birlikte göz önüne alındığında kıta büyüklüğünde tek bir radyo anteni olarak düşünülebilir.
2016 yılında VLBA, altı gün boyunca (karadelik ve eşlikçi yıldızın birbiri etrafında dönmesi için gereken süre) Cygnus X-1 karadeliği radyo jetlerini izledi. Böylece karadeliğin yörünge değişimleri hakkında önemli bilgiler edinen çalışma ekibi, Cygnus X-1’e olan mesafeyi de yeniden gözden geçirdi.
Elde edilen sonuçlara göre, daha önce 6000 ışık yılı uzaklıkta olduğu düşünülen sistemin yaklaşık olarak 7200 ışık yılı mesafede olduğu ortaya çıktı. Bu da gösteriyor ki Cygnus X-1 sisteminin yıldızı, gökbilimcilerin düşündüğünden daha parlak ve büyük olmalıdır. Araştırmacılar, yıldızın yaklaşık 40.6 güneş ağırlığında olduğunu tahmin ediyor. Bunun yanında, karadeliğin de yıldız üzerindeki çekim etkisini açıklayabilmek adına önceden tahmin edilen 14.8 Güneş kütlesindenden çok daha ağır; yaklaşık 21.2 Güneş kütlesi civarında olması gerektiği anlaşıldı.
Avustralya’nın Melbourne kentindeki Monash Üniversitesi’nden astrofizikçi Ilya Mandel, Cygnus X-1’in karadeliği için tayin edilen yeni kütlenin, yıldızların karadeliklere çökmesi ile ilgili anlayışı zorlayacak denli büyük olduğunu vurgulayarak, “Yıldızlar bazen oldukça büyük kütlelerle doğarlar. Güneş’ten 100 kat büyük kütle ile doğan yıldızlar olduğuna dair gözlemler mevcut. Fakat böylesi büyük yıldızlar karadeliklere çökmeden önce kütlelerinin çoğundan yıldız rüzgarlarıyla kurtulur; yıldız ne kadar büyük ve içerdiği ağır elementler o kadar fazla ise, yıldız rüzgarları o denli büyür. Dolayısıyla, Samanyolu gibi ağır element bakımından zengin galaksilerde, büyük yıldızların -başlangıç kütleleri ne olursa olsun- kara deliklere çökmeden önce yaklaşık 15 güneş kütlesine küçülmeleri gerekiyor” dedi. Fakat Cygnus X-1 sisteminin 21-güneş kütleli karadeliği bu anlayışa meydan okuyor.
LIGO ve Virgo gravitasyon dalga dedektörleri, diğer galaksilerde onlarca güneş kütleli karadelikler keşfettiler. Joseph, bunun sebebinin ise büyük olasılıkla LIGO’nun evrenin daha erken zamanlarında var olmuş olan uzak galaksilere bakmasından kaynaklandığını söylüyor ve “O zamanlar daha az ağır element vardı ve bu yüzden yıldız rüzgarları daha zayıftı. Yeni Cygnus X-1 ölçümleriyle birlikte, şimdi şunu söylemeliyiz: Erken evrene kıyasla ağır element bakımından zengin bir ortamdayız ama yine de böylesi büyük bir karadelik meydana gelmiş gözüküyor. Belki de yıldız rüzgarları nedeniyle başlangıçta düşündüğümüz kadar kütle kaybetmiyoruz” diye ekliyor.
Kaynak: https://www.sciencenews.org/article/first-black-hole-discovery-cygnus-massive
