Yıldız kaynaklı kara delik

Yıldız kaynaklı dara delikler veya yıldız kütleli kara delikler, devasa kütleli yıldızların yerçekimsel kuvvetlerininden kaynaklı çökme nedeniyle oluşur. 5'le 10'larca güneş kütlesi arasında bir kütleye sahip olabilirler. Bu süreç bizler tarafından hipernova patlaması veya gamma-ray ışıması olarak görülebilir. Bu kara delikler ayrıca 'collapsars' olarak da adlandırılır.

No Hair Teoremine göre kara delikler yalnızca 3 temel bileşenden oluşmaktadır. Kütle, elektriksel yük ve açısal momentum bu 3 temel bileşendir. Ayrıca kara deliklerin doğasında dönme olduğuna inanılır fakat bunu kanıtlayacak kesin bir gözlem henüz gözlemlenmemiştir. Yıldızsal kara deliklerin dönmesi, açısal momentumum korunumundan dolayı gerçekleşmektedir.

Doğal bir yıldız çökmesi bir kara delik yaratabilmektedir. Kaçınılmaz olan bir yıldızın yaşamının sonu, yıldız olduğundan kaynaklı tüm enerji bittiğinde gerçekleşmektedir. Bir yıldızın içe çöken parçasının kütlesi TOV limit için olan netron-degenerate maddesinden düşük ise bu işlem sonucunda sıkışık yıldız (ak cüce) oluşmaktadır. Oluşan tüm yıldızlar maksimum kütlelerine sahiptir. Bundan dolayı çöken yıldız eğer bu maksimum limiti aşmış ise çökme olayı sonsuza kadar devam eder ve karadeliği oluşturur (Yıkıcı yerçekimsel çöküş).

Nötron yıldızının maksimum kütlesi tam olarak bilinmemektedir. 1939'da 0.7 güneş kütlesi olarak hesaplanmıştır. Buna TOV limit adı verilmiştir. 1996'da diğer bir tahminde ise maksimum kütlenin ortalama 1.5. ile 3 güneş kütlesi arasında olduğu tahmin edilmiştir.

Genel görelilik teorisine göre bir kara delik var olan herhangi bir kütlede meydana gelebilir. Kütle küçüldükçe özkütle yükselir madde kara deliği şekillendirmeye başlar. (Örnek olarak Schwarzschild yarıçapı(Karadeliğin yarıçapı) ) Şimdiye kadar birkaç yıldız kütlesinden küçük olarak kara delik şekillendirdiği bilinen herhangi bir kütle gözlemlenmemiştir.2007'den beri en yüksek kütleli olarak bilinen 15.65±1.45 güneş kütlesi olarak hesaplanmıştır. Buna ek olarak IC 10 X-1 X-ray kaynağı Yıldızsal bir kara delik olup kütlesinin 24-33 yıldız kütlesi arasında olduğuna dair kanıt bulunmaktadır.2008'in Nisan ayında Nasa tarafından bildirilen XTE J1650-500 ve diğer biri( ) olan kara delikle birlikte en küçük kütleli kara delikler olarak bilinmektedir. Bunlar 3.8 yıldız kütlesi ile 24 kilometre yarıçapına sahip kara deliklerdir. Fakat sonrasında bu tahmin geri çekilmiştir. Daha olası olanı ise 5-10 yıldız kütlesi arasında bir kütleye sahip olduklarıdır.

Yıldız kütleli kara deliklerden çok daha devasal 2 diğer tip kara delik olduğuna dair gözlemsel kanıtlar vardır. Bunlar orta-kütleli kara delikler ve devasa kütleli kara deliklerdir ve devasa kütleli bir karadeliğin samanyolu galaksinin merkezinde olduğu bilinmektedir.

Yıldızsal kara delikler ikili kapalı sistemler olup maddeler yoldaş yıldızın kara deliğine geçtiğinde gözlemlenebilir. Çöküş gerçekleştiğinde bir enerji salınımı olur ve bu salınım o kadar büyüktür ki bir maddeyi birkaç yüz miyon dereceye kadar ısıtabilir ve X-Ray ışınları yayar. Bu sebepten dolayı yoldaş yıldız optik teleskop ile gözlemlenebilirken, kara delikler X-rays ler ile gözlemlenebilir. Kara delikten salınan enerji nötron yıldızı tarafından salınan enerji ile aynı büyüklüğe sahiptir. Kara delikler ve nötron yıldızlarının karşılaştırılması kimi zaman çok güç olabilir.

Buna rağmen nötron yıldızlarının ek özellikleri de mevcuttur. Nötron yıldızları farklı değerlikli dönüşe sahiptir ve bir manyetik alanı vardır. Ayrıca bölgesel patlamalara da sahiptir. (Termonükleer patlamalar)Bu tür özellikler gözlemlendiğinde bu ikili sistemin ortaklaştığı nokta nötron yıldızı olmaktadır.

Türetilen kütleler sıkıştırılmış x-ray kaynaklarını(x-ray ve optik datalar) gözlemlerden elde edilmiştir. Kimliği tespit edilmiş tüm nötron yıldızlarının kütlesi 2 güneş kütlesinin altındadır. Hiçbir 2 güneş kütlesi üzerindeki ikili sistemlerde nötron yıldızının özellikleri ortaya çıkmamıştır. Bu doğruların birleşimine dayanarak 2 güneş kütlesi altındaki yıldızların aslında kara delik olduğu söylenebilir.

Yıldızsal kara deliklerin ispatı tamamen deneysel gözlemlere dayanmamakla birlikte temelinde teorik bilgilere dayandığı belirlenmiştir. Bizler bu devasa birleşik kompakt sistemlerdeki yıldızdoğumlu ikili yapıları ise öte yandan kara delik olarak tanımlamışızdır. Kara deliklerin direkt bir kanıtı ise çevresinde karadeliğe düşmekte olan yörüngesel parçacıkların karadeliğe düşmesini kanıtlamak olabilir.

Galaktik düzlemdeki en ızun mesafelerin bazıları kara deliklerdeki doğumsal uzunlukların sonucudur. Kara deliklerdeki doğuşsal hız dağılımı nötron yıldızlarındaki doğumsal hız dağılımlarına benzer değerlere sahiptir. Herhangi biri kara deliklerin daha büyük bir kütleye sahip olduğundan dolayı kara deliklerin nötron yıldızlarından daha düşük bir hızxa sahip olabileceğini düşünebilir fakat kara deliğe düşmekte olan asimetrik maddelerden dolayı kazanılan momentum nötron yıldızı ve kara deliklerin benzer hızlara sahip olmalarını sağlamaktadır.