California Üniversitesi’nden teorik fizikçi Steven Stahler ve Harvard Üniversitesi’nden radyo gökbilimcisi Sarah Sadavoy, Güneş Sistemi’nin ilk oluştuğunda aslında iki yıldıza sahip olduğuna işaret eden bilgiler elde etti. İkili, sadece Güneş’in değil, benzer tüm yıldızların bir kardeş ile ortaya çıktığını öne sürdü. Söz konusu kardeşlerin, özdeş ikiz olmasalar da aynı kökenkere sahip olduğu anlaşıldı.

Dünya’ya en yakın yıldız sistemi Alpha Centauri’nin de örnek gösterilebileceği gibi birçok yıldız temsil ettikleri sistemde tek başlarına var olmuyor. Üç yıldız içeren Alpha Centauri veya çift yıldızlı LMC P3 gibi sistemlerin akıllara getirdiği önemli sorular var. Bu sistemler bu şekilde mi ortaya çıkıyor? Yoksa yıldızlar zamanla birbirlerinin yörüngesine mi oturuyor? Hatta, çift yıldız sistemleri bazen birbirlerinden ayrılıp sonra tekrar birleşiyorlar mı?

Gökbilimciler uzun bir zaman boyuna Güneş’in bir refakatçisi olup olmadığını araştırdı. Nemesis olarak adlandırılan efsane yıldızın var olduğu, dinozorları yok eden asteroide dayanarak savunuluyordu. Çünkü bir gezegen çekim gücüyle Dünya’ya öldürücü bir göktaşı yollamış olmalıydı (muhtemelen Kuiper Kuşağı’ndan). Ancak sorumlu tutulan yıldız bulunamadı.

Güneş ve benzeri tüm yıldızların doğumlarında yalnız olmadıklarını öne süren sav ise Perseus Takımyıldızı’nda yer alan dev bir moleküler buluttan toplanan radyo sinyallerine dayanıyor. Birçok genç yıldızlar dolu olan dev buluta ait matematiksel hesaplamalar, bir zamanlar Nemesis’in (muhtemelen) var olduğuna işaret etti.

Güneş’in kardeşi uzayın derinliğinde kayboldu

Steven Sahler, ‘Perseus moleküler bulutu içindeki tek genç yıldızlar ile çift yıldızların popülasyonları arasında ilişkili istatistiksel modeller kurduklarını ve sadece tek bir modelin doğru bir denklem sunduğunu’ belirtti. Bu modele göre, her yıldız ilk oluştuğunda aslında bir çifte sahipti. Çift yıldız sistemleri, bir milyon içinde ya tek yıldıza indirgendi ya da birbirlerinden ayrıldı.

İki gökbilimci, araştırma makalelerinde çift yıldızların arasındaki ‘geniş’ mesafenin 500 AU’dan (astrononik birimden) fazla olduğunu belirtti. 1 AU, Güneş ile Dünya arasındaki yaklaşık mesafeye, yani 150 milyon kilometreye eşit. Yani, Güneş ilk doğduğunda bir çifti olmuş ise bu yıldız Neptün’ün Güneş’e olan mesafesinden yaklaşık 17 kat ötede yer alacaktı. Bu da, Nemesis’in var olduğu öne sürülen Kuiper Kuşağı’nın derinlikleri ile uyuşuyor.

Modele göre, Güneş’in kardeşi büyük olasılıkla Güneş Sistemi’nden giderek uzaklaştı ve bir daha görülmemek üzere Samanyolu’ndaki diğer yıldızların çekim gücüne kapıldı.

Sarah Sadavoy, ilk bilgilerin ışığında şu soruyu soruyor: Birçok yıldızın tek başına doğmadığı önceden öne sürülmüştü. Peki kaç yıldız bu şekilde doğuyor? Araştırmacılar, Perseus bulutunun orta dereceli bir yıldız doğumhanesi olduğunu belirterek, savlarını güçlendirmek için başka moleküler bulutlara bakmaları gerektiğini belirtti.

Hubble teleskobu tarafından Perseus Galaksi Kümesi’nin merkezindeki NGC 1275 galaksinin görüntüsü. Kırmızı iplik benzeri yapılar, manyetik alanın şekillendirdiği soğuk gazları temsil ediyor. [NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration]

Arşiv: Hitomi, ölmeden önce Perseus’un kalbindeki galaksiyi inceledi

Yıldızlar ‘yoğun çekirdeklerde’ meydana geldi

Gökbilimciler yüzyıllar boyunca çift ve daha çok yıldıza sahip sistemlerin nasıl oluştuğuna dair kafa patlattı. Gelişen teknoloji ile hazırlanan bilgisayar simülasyonları kullanarak, çöken gaz kütlelerinin yerçekimi altında nasıl yıldızlara dönüştüklerini anlamaya çalıştılar. Simülasyonlarda, gaz bulutlarından kısa süre önce serbest kalan genç yıldızların etkileşimini de analiz ettiler. Aslına bakarsanız, yıllar önce Bonn Üniversitesi’nden Pavel Kroupa’nın gerçekleştirdiği simülasyon, gökbilimciyi tüm yıldızların çiftler halinde doğduğuna ikna etmişti.

Simülasyonlardan elde edilen sonuçlara rağmen, direkt gözlemlerin çok nadir olması astronomların elini kolunu bağladı. Genç yıldızlar gözlemlendikçe, genç oldukları kadar da çift yıldız sistemlerine ait oldukları görüldü. Ancak bunun kesin sebebi çözülemedi.

Stahler’e göre bunun sebebi, bugüne kadar kimsenin genç yıldızlara ve onların oluştuğu gaz bulutları arasında ilişkiye sistematik olarak bakmaması. Stahler, yaptıkları çalışma ile hem çift yıldız sistemlerinin nasıl oluştuğunu hem de yıldızsal evrimde nasıl bir rol üstlendiklerini anlamaya çalıştıklarını söyledi. Gelinen noktada ise Güneş benzeri birçok yıldızın çift yıldız sistemlerinde Evren’e geldiğine dair en güçlü verileri elde ettiklerine inanıyor.

Stahler, astronomların onlarca yıldır yıldızların koza şeklindeki ‘yoğun çekirdeklerde’ (belki ağır çekirdek de diyebiliriz) oluştuğunu biliyor. Bu kozalar, genç yıldızların doğumhanesi görevi gören olağanüstü boyutlardaki soğuk, moleküler hidrojen bulutlarına yayılıyor. Optik bir teleskopla bakıldığında, bu bulutlar yıldızlı gökyüzünde delikler gibi görünüyor. Sebebi, gaz bulutuna eşlik eden tozların içeride oluşan yıldızlar ile arkalarında kalan yıldızların ışığını bloke etmesi. Yine de bu bulutlar soğuk toz tanecikleri radyo dalgaboyları saçtığı için radyo teleskoplar ile gözlemlenebiliyor. Çünkü radyo dalgaları, toz tanecikleri tarafından bloke edilmiyor.

240 milyon ışık yılı ötedeki NGC 1275’in soğuk gaz iplikleri 20,000 ışık yılı mesafeye yayılıyor. Gaz uzantıları, galaksinin merkezinde yer alan süper dev karadeliğin etrafını kaplıyor. Galaksinin kendisi, 100,000 ışık yılı genişliğinde. [NASA/ESA/Hubble]
Dünya’dan 600 ışık yılı mesadede yer alan, 50 ışık yılı genişliğindeki Perseus moleküler bulutu, yukarıda bahsettiğimiz gözlemler için ideal bir yıldız doğumhanesi. Gökbilimciler, geçtiğimiz yıl ABD’nin New Mexico eyaletinde yer alan Very Large Array radyo teleskop dizini ile Perseus içindeki yıldız düzenini inceledi. VANDAM adı verilen çalışma, Perseus içindeki genç yıldızların tarandığı ilk kapsamlı gözlemdi. Gözlemde, yaşları 4 milyon yıl kadar genç olan tekli ve çift yıldızlı sistemler incelendi. Gözlemlenen çift yıldızların arasındaki mesafe en az 15 AU olarak tarama yapıldı. Taramada, aralarındaki mesafe Uranüs’ün yörüngesi kadar olan (19 AU) tüm çift yıldız sistemleri tespit edildi.

VANDAM çalışmasından araştırma ekibindeki Sadavoy sayesinde haberi olan Stahler, ondan yoğun çekirdekler içindeki genç yıldızları taramak için yardım istedi. VANDAM sayesinde, Perseus’taki çok genç yıldızların nüfus sayımı yapılabildi. 500,000 yıldan genç olan Sınıf 0 ve 500,000 ile 1,000,000 yıl yaşındaki Sınıf I yıldızlarının miktarı belirlendi. Her iki sınıf yıldız da o kadar genç ki, halen enerji üretebilmek için hidrojen yakmakla meşguller.

Sadavoy, VANDAM araştırmasından elde edilen sonuçları, genç yıldızların etrafında yumurta görünümlü kozaları ortaya çıkaran diğer araştırmalarla bir araya getirdi. Söz konusu ek araştırmalar, Hawaii’deki James Clerk Maxwell Teleskobu üzerindeki SCUBA-2 cihazıyla yapılan ‘Gould Belt Survey’ çalışmasını temsil ediyor. Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi tarafından gerçekleştirilen 460 saatlik bu gözlemin de eklendiği veri setleri ile Sadavoy, Perseus içindeki tek ve çift yıldız sistemlerinin kesin olmaya yakın nüfus sayımını yapmayı başardı. 24 çoklu yıldız sisteminde tespit edilen 55 yıldızdan 5 tanesi çift, geri kalanı tekli olarak belirdi (Yani tekli yıldız sistemi sayısı 45’ti).

Veriler aynı zamanda, aralarında 500AU’dan daha fazla mesafe bulunan çift yıldız sistemlerinin iki Sınıf 0 yıldızı içeren çok genç sistemler olduğuna işaret etti. Bu sistemler aynı zamanda yumurta şekilli yoğun çekirdeğin uzun ekseniyle aynı hizada belirdi. Biraz daha yaşlı olan Sınıf I yıldızlar arasındaki mesafe ise yaklaşık 200 AU olarak belirdi. Ancak ‘yumurtanın’ ekseni ile aynı hizada değillerdi.

Sadavoy, ‘önceden test edilmemiş ve üzerinde veri toplanmamış gözlemlerin son derece ilginç olduğuna’ dikkat çekerek, “Halen ortaya çıkan anlamları tam olarak bilmiyoruz ama çift yıldız sistemlerinin nasıl oluştuğuna dair daha fazla bilgi edineceğiz” ifadesini kullandı.

Perseus Galaksi Kümesi’nin görünür ışık ve yakın kızılötesi filtreler altındaki görünümü. [Robert Lupton and the Sloan Digital Sky Survey Consortium]

‘Yumurta’ çekirdekler iki merkeze bölünüyor

Stahler ve Sadavoy, yıldızların tipik düzeni, ayrılması ve yörüngedeki küçülme vakitlerini anlayabilmek için yıldızların dağılımına yönelik çeşitli senaryolar üretti. Yapılan modellemeler, Güneş benzeri kütleye sahip yıldızların Sınıf 0 olarak yumurta şekilli yoğun çekirdeklerde ortaya çıktığını ve yaklaşık yüzde 60’ının zamanla çiftinden ayrı kaldığını gösterdi. Geride kalan kısım ise büzülerek sıkı bağlı çift yıldız sistemleri meydana getirdi.

Sadavoy, “Yumurta büzüldükçe en yoğun kısmı ortada birikiyor ve orta eksen boyunca iki yoğun bölge oluşuyor… Daha yoğun olan bu merkez noktalar zamanla kendi üzerlerine çökerek Sınıf 0 yıldızları oluşturuyorlar” dedi.

Stahler bu bilgilerin üzerine ekleme yaparak, “Ortaya çıkan tabloda Güneş benzeri yıldızlar antik yapılar değil… Çift yıldız sistemlerinin kopmasıyla ortaya çıkıyorlar” ifadesini kullandı.

Oluşturulan teori, her biri birkaç Güneş kütlesine sahip olan yoğun çekirdeklerin geçmişte sanılanın aksine iki kat daha fazla materyali yıldızlara dönüştürdüğünü gösterdi. Stahler, çift yıldız sistemlerine dayanan senaryoları test edebilmek için radyo astronomlarına 20 yıldan bu yana genç yıldızlarını içinde barındıran yoğun çekirdekleri incemelemerini söylediklerini ifade etti. Nihayetinde elde edilen veriler önemli bir başlangıç olsa da, Stahler gözlemlerin ardında saklanan fiziği anlamak için daha fazla araştırma yapılması gerektiğini ifade etti.

Sadavoy, ne son teknolojiler ile kapasiteleri artırılan Very Large Array, SCUBA-2 ve Şili’de yer alan en büyük radyo teleskop dizini ALMA ile “nihayet ihtiyaç duydukları veri ve istatistikleri elde edeceklerini” belirtti. Sadavoy, “Yoğun çekirdekler ve sakladıkları genç yıldızlar hakkındaki anlayışımız tamamen değişecek” yorumunda bulundu.

Sadavoy ve Stahler’in başını çektiği araştırma, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımlandı.

İlginizi çekebilir: Perseus galaksi kümesinde Samanyolu’nun iki katı ‘tsunami’ keşfedildi