Gerçekten de kayan yıldızlar var ama onları gökyüzünde göremiyoruz

Idan Ginsburg

“Kayan bir yıldız gibi görüyorum şanını.”

Shakespeare’in “II. Richard” adlı oyununda, gelecek hakkında uzun uzun düşünürken Salisbury Kontu’nun ağzından bunlar dökülüyordu. İngiliz Rönesansı esnasında, insanlar kayan yıldızların gökten düşen ışıklar ve felaket habercileri olduğuna inanıyorlardı. Bununla birlikte, 19. yüzyılın sonuna geldiğimizde, bilim insanları gerçeğin çok daha sıradan bir şey olduğunu ortaya çıkardılar. Çağımızda yaygın olarak ‘kayan’ veya ‘düşen yıldızlar’ olarak adlandırılan şeyler, aslında Dünya’nın atmosferine giriş yaptıktan sonra süratli biçimde tutuşan küçük kaya ya da toz parçalarıdır.

Yine de tabiatın size bir sürprizi var; kayan yıldızlar gerçekten de varlar.

Ben, gök mekaniğini, yani yıldızlar, gezegenler ve galaksiler gibi nesnelerin nasıl hareket ettiğini inceleyen bir astrofizikçiyim. Fred Lawrence Whipple Gözlemevi’nde 2005’ten 2014 yılına dek sürdürülen Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması’nı ve birçok teleskobu içeren tarihi öneme sahip bir gözlem programı, kendi galaksilerinin yerçekiminden kaçabilecek kadar inanılmaz bir süratle hareket eden yeni bir yıldız sınıfını ortaya çıkardı. Gökbilimciler, kozmosu saatte milyonlarca kilometre hızla kat eden, ‘hiper-hızlı yıldızlar’ diye de anılan bu gerçek hayattaki kayan yıldızları anlamaya daha yeni başlıyorlar.

DÖNEN YILDIZLAR VE SAPANLAR

Hiper-hızlı yıldızların öyküsü, 1988 yılında Los Alamos Ulusal Laboratuvarları’nda bir teorisyen olarak çalışan Jack Gilbert Hills’in ilham verici bir fikri ortaya atmasıyla başlar: İkili bir yıldız sistemi -yani kütleçekimsel olarak birbirine bağlı ve ortak bir kütle merkezinin yörüngesinde dönen iki yıldız- Samanyolu’nun merkezinde bulunan devasa kara deliğin yakınından geçerse ne olur? Hills, kara deliğin gelgit kuvvetinin ikili sistemi ikiye ayırabileceğini hesaplamıştı.

İki buz patencisinin el ele tutuşup birden bire ellerini bırakana dek birbirlerinin etrafında döndüklerini hayal edin. İki patenci [ellerini bıraktığında] birbirlerinden uzağa doğru uçacaklardır. Benzer biçimde, ikili bir sistemde bulunan iki yıldız da bir kara delikle yakın bir karşılaşma yaşayarak birbirinden ayrıldığı zaman, uzaklara doğru uçacaklardır. Bu tür bir karşılaşma yaşandığında, bir yıldız ana galaksisinden adeta bir sapanla fırlatılmaya yetecek düzeyde enerji kazanabilir. Gökbilimciler artık hiper-hızlı yıldızların bu şekilde oluştuğunu biliyorlar.

TEORİ, GÖZLEM VE SİMÜLASYONLAR

Hills’in yazdığı öngörülü makalenin yayınlanmasının ardından, astronomi topluluğu, gözlemsel kanıtlar henüz mevcut olmasa da, hiper-hızlı yıldızları ilgiye değer bir ihtimal olarak görüyordu. Bu durum, 2005 yılında değişti. Arizona’da bulunan MMT Gözlemevi’ni kullanan bir araştırma ekibi, Samanyolu’nun halesindeki yıldızları gözlemlediği sırada fazlasıyla beklenmedik bir şeyle karşılaştı. Samanyolu’ndan yaklaşık olarak saatte 3.2 milyon km hızla kaçan bir yıldız tespit ettiler. Bu, bilinen ve ‘HVS1’ adı verilen ilk hiper-hızlı yıldızdı.

Gerçekleştirilen gözlemler hikayenin bir bölümünü anlatıyor olsa da hiper-hızlı yıldızından ayrılmasının ardından refakatçi yıldıza ne olacağı gibi başka soruları cevaplamaya yardım etmek amacıyla, danışmanım ve ben bilgisayar simülasyonlarına yöneldik. Ürettiğimiz modeller, eski çiftte bulunan diğer yıldızın çoğu zaman, Dünya’nın Güneş çevresindeki yörüngesine benzer biçimde, kara deliğin yörüngesinde kaldığını tahmin ediyor.

Bu modelleme uğraşlarının bir diğer heyecan verici neticesi, kimi zaman iki yıldızın birbirine çarpabileceğinin keşfedilmesi oldu. Bu olay gerçekleştiğinde, yıldızlar devasa bir yıldıza dönüşebilirler.

Eğer bu yıldızlardan birinin çevresinde dönen bir gezegenin başına neler gelebileceğini merak ediyorsanız, onu da modelledik. 2012’de yayınlanan kısa bir makalede, meslektaşlarım ve ben, galaksimizin merkezinde bulunan kara deliğin, Samanyolu’ndaki gezegenleri ışık hızının yaklaşık yüzde 5’i gibi bir hızla galaksiden uzağa fırlatabileceğini ortaya koyduk.

Şu ana dek hiçbir hiper-hızlı gezegen tespit edilmedi; yine de orada, bazı mutlu gökbilimcilerin şans eseri kendilerini bulmasını bekliyor olabilirler.

HIZLI YILDIZLARIN HEPSİ DE GALAKSİSİNDEN AYRILMIYOR

Meslektaşlarımla birlikte, 2013 yılında uzaya gönderilen Gaia uzay aracıyla toplanan verileri kullanarak, astronomi topluluğunun daha önce ‘hiper-hızlı yıldızlar’ olarak tanımladığı kimi yıldızların, aslında Samanyolu galaksisine bağlı olduğunu keşfettik.

Bu sonuç bir hayal kırıklığı gibi görünse de aslında iki hayati noktayı ortaya koyuyor. İlk olarak, yıldızlara yüksek hız kazandırabilen farklı mekanizmalar mevcut. Günümüzde, gökbilimciler binlerce hızlı yıldızdan haberdarlar. Bununla beraber, bir yıldızın hızlı hareket etmesi, onu mutlaka Samanyolu’ndan kaçan bir hiper-hızlı yıldız yapmaz. İkinci olarak, Samanyolu’ndan kaçan gerçek hiper-hızlı yıldızlar, daha önce düşünülenden daha zor rastlanır türden olabilirler.

GELECEK PARLAK VE HIZLI OLACAK

Gerçek kayan yıldızların var olmasını çok güzel buluyorum. Yörüngelerini ve hızlarını incelemenin, günümüz biliminde var olan en önemli soruların bir kısmının yanıtlanmasına yardımcı olması da aynı derecede şaşırtıcı.

Mesela, hiper-hızlı yıldızlar, Evren’de bulunan karanlık maddenin yapısına ve dağılımına ilişkin ipuçları barındırabilir. Hiper-hızlı yıldızlar, galaksinin merkezinde birden fazla kara delik bulunup bulunmadığı sorusunu yanıtlamanın anahtarı da olabilirler.

Öğrencilerim bu son derece süratli yıldızların etrafında var olabilecek gezegenleri bulabilmek amacıyla NASA’ya ait Transiting Exoplanet Survey Uydusu’nu kullanıyorlar. Hiper-hızlı bir yıldızın yörüngesinde bulunabilecek tek bir gezegenin bile keşfedilmesi, gezegenlerin oluşum ve yaşam süreçleri hakkındaki düşünceleri sonsuza kadar değiştirecek.

Bu yıldızlar hızlı olsalar da yavaş yavaş tabiatın içerdiği sırları aydınlatıyorlar. Gerçek bir kayan yıldızı kendi gözlerinizle göremeyebilseniz bile, kesinlikle bir dilek tutabilirsiniz.

Yazının orijinali The Conversation sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)