Samanyolu'nun 'en yaşlı' yıldızı keşfedildi

Warwick Üniversitesi

Warwick Üniversitesi öncülüğündeki gökbilimciler galaksimizde, yörüngesindeki gezegenlerden enkaz toplayan en eski yıldızı tespit etti ve bu yıldız, Samanyolu’nda keşfedilen en eski kayalık ve buzlu gezegen sistemlerinden biri oldu. Bilim insanlarının ulaştığı bulgular 5 Kasım günü Royal Astronomical Society’nin aylık bülteninde yayınlandı. Araştırmada, Dünya’ya 90 ışıkyılı mesafedeki soluk bir beyaz cücenin ve yörüngedeki gezegen sisteminin kalıntılarının 10 milyar yıldan daha yaşlı olduğu sonucuna varıldı.

10,7 MİLYAR YILLIK BİR GEÇMİŞE SAHİP

Güneşimize benzeyenler de dahil olmak üzere, yıldızların büyük kısmının yazgısı bir beyaz cüceye dönüşmek. Beyaz cüceler, yakıtının tamamını tüketip dış katmanlarını uzaya saçan ve artık bir küçülme ve soğuma sürecinden geçen yıldızlardır. Bu süreç esnasında, yörüngede dolanan gezegenler parçalarına ayrılır ve kimi durumlarda dağılan enkazlar beyaz cücenin yüzeyine çekilerek yok edilir.

Bu araştırma doğrultusunda, Warwick Üniversitesi öncülüğünde çalışan bir astronomi ekibi, Avrupa Uzay Ajansı’na ait GAIA adlı uzay gözlemevince saptanan iki olağandışı beyaz cüceyi modelledi. Araştırma ekibinin daha fazla analize tabi tuttuğu yıldızların her ikisi de gezegen enkazlarıyla kirlenmiş durumda; biri alışılmadık düzeyde mavi, diğeriyse yerel galaktik mahallemizde bugüne dek saptanan en soluk ve en kırmızı yıldız.

Gökbilimciler, “kırmızı” yıldız WDJ2147-4035’in ne kadar sürede soğuduğunu anlamak için GAIA, Karanlık Enerji Araştırması ve Avrupa Güney Gözlemevi’nde bulunan X-Shooter aracından elde edilen spektroskopik ve fotometrik verileri kullanarak, yıldızın yaklaşık 10,7 milyar yaşında olduğunu ve 10,2 milyar yılını bir beyaz cüceye dönüşerek geçirdiğini ortaya çıkardılar.

Spektroskopi, bir yıldızın atmosferinde bulunan elementlerin farklı renklerdeki ışığı ne kadar zaman boyunca emdiğini saptayabilen ve bunların hangi elementler olduğunu ve ne kadarının atmosferde mevcut olduğunu belirlemeye yardım eden, yıldızdan gelen ışığın farklı dalga boylarındaki analizini içerir. Araştırma ekibi, WDJ2147-4035’in spektrumunu inceleyerek, yıldızda biriken sodyum, lityum, potasyum ve geçici olarak tespit edilen karbon metallerinin mevcudiyetini ortaya çıkardı ve bulgular onu şu ana dek keşfedilen en eski metalle kirlenmiş beyaz cüce haline getirdi.

GEZEGENLERİN EVRİMİNE İLİŞKİN YENİ BİLGİLERE ULAŞILDI

Mavi olan ikinci yıldız WDJ1922+0233, WDJ2147-4035’ten yalnızca biraz daha genç ve Dünya’nın kıtasal kabuğunu andıran bir bileşime sahip olan gezegen kaynaklı enkazlarla kirlenmiş halde. Bilim ekibi, düşük ısıdaki yüzey sıcaklığına karşın WDJ1922+0233’ün mavi renginin, olağandışı helyum-hidrojen karşımı atmosferinden kaynaklandığı neticesine ulaştı.

Diğer yandan, kırmızı olan WDJ2147-4035 yıldızının barındırdığı neredeyse saf haldeki helyum ve yüksek yer çekimli atmosferinde var olan enkaz yıldızın bir beyaz cüceye dönüşümünden sağ kurtulan eski bir gezegen sisteminden geriye kalanlardan oluşuyordu ve gökbilimcilerin, bunun en eski gezegen sistemi olduğu sonucuna varmasına imkân tanıdı.

Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü’nde doktora öğrencisi olan araştırma başyazarı Abbigail Elms, şöyle konuştu: “Bu, metalle kirlenmiş haldeki yıldızlar, Dünya’nın eşsiz olmadığını, Dünya’ya benzer gezegensel yapılara sahip başka gezegen sistemleri olduğunu gözler önüne seriyor. Var olan bütün yıldızların yüzde 97’si beyaz cüce haline gelecek ve evrenin her yerinde o denli çoklar ki, özellikle de bu son derece havalı olanları anlamak büyük önem taşıyor. Galaksimizde var olan en eski yıldızlardan meydana gelen soğuk beyaz cüceler, Samanyolu’ndaki en eski yıldızların yörüngesinde dönen gezegen sistemlerinin oluşumu ve evrimine dair bilgi sağlıyor. Geçmişte Samanyolu’nda Dünya’ya benzeyen gezegenlerce kirletilen en eski yıldız kalıntılarını ortaya çıkardık. Bu olayın 10 milyar yıllık bir ölçekte meydana geldiğini ve bu gezegenlerin Dünya oluşmadan çok daha önceleri yok olduğunu düşünmek şaşkınlık verici.”

EVRENİN GEÇMİŞİNE VE GELECEĞİNE BAKABİLECEĞİZ

Bunun yanı sıra, gökbilimciler, bu metallerin yıldızın çekirdeğinde ne hızla battığını tespit etmek amacıyla yıldızın spektrumlarını da kullanabiliyorlar ve bu, zamanda geriye doğru bakmalarına ve bu metallerin her birinin orijinal gezegen gövdesinde ne oranda bulunduğunu belirlemelerine imkân sağlıyor. Bu materyal düzeylerini, kendi güneş sistemimizde var olan astronomik nesnelerle ve gezegen kaynaklı materyallerinkiyle karşılaştırarak, yıldız henüz ölmeden ve bir beyaz cüceye dönüşmeden önce bu gezegenlerin ne durumda olacağını öngörebiliriz; bununla birlikte, WDJ2147-4035’in durumunda, bunu yapmanın epey zor olduğu kanıtlandı.

Abbigail, “Kızıl yıldız WDJ2147-4035, yığılan gezegensel enkaz lityum ve potasyum açısından zengin olduğu ve kendi güneş sistemimizde bilinen hiçbir şeye benzemediği için hâlâ gizemini koruyor. O, aşırı soğuk yüzey sıcaklığı, onu kirleten metaller, ileri yaşı ve manyetik oluşu onu son derece ender bulunur hale getirdiği için, fazlasıyla ilgi çekici bir beyaz cüce" diyor.

Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü’nden Profesör Pier-Emmanuel Tremblay, şu ifadeleri kullanıyor: “Bu yaşlı yıldızlar günümüzden 10 milyar yıldan daha uzun bir süre önce ortaya çıktığında, metaller evrim geçiren yıldızlarda ve devasa yıldız patlamalarında meydana geldiği için, şimdikine kıyasla evren metal bakımından daha fakirdi. Gözlemlenen iki beyaz cüce, Güneş Sistemi’nin meydana geldiği koşullardan farklı, metaller bakımından fakir ve gazlar bakımından zengin olan bir ortamdaki gezegen oluşumuna dair heyecan verici bir bakış imkânı sunuyor.”

Yazının orijinali phys.org sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)