Astronomlar en hızlı dans eden yıldızları keşfettiler

Michelle Starr

Dünya’dan yalnızca 7 bin 800 ışık yılı uzakta bulunan iki ölü yıldızın, bilinen tüm hız rekorlarını alt üst ettiği keşfedildi. Astronomlar, yörüngeleri birbirine aşırı yakın olan bu yıldız çiftinin kütleçekim dalgalarını birkaç yıl sonra daha hassas araçlar geliştirdiğimiz bir dönemde tespit etmeyi umuyorlar.

Kozmik yelpazede ağır çekim gerçekleşen olaylara alışkınız; ZTF J1539+5027 ya da kısaca J1539 diye adlandırılan beyaz cüce yıldızlar, (çift yıldızlı sistemlerde) saptanan en kısa süreli yörünge olan 6.91 dakikalık bir dönüş periyoduna sahipler. Bu aşırı yakın yörüngeyle, ikili yıldız sistemi Satürn’e bile sığabilir.

İKİ BEYAZ CÜCEDEN OLUŞAN BİR SİSTEM

Beyaz Cüceler, geçmişinde Güneş’in yaklaşık 10 katından daha büyük olmayan bir kütleye sahip olan bir ölü yıldız çeşididir. Eğer yıldız bu kütleden daha büyükse, öldüğünde bir nötron yıldızı haline gelir; tekrar daha büyük hale getirdiğinizdeyse bir kara deliğe dönüşür.

Güneş’e de böyle olacağını düşünüyoruz. Yakacak hidrojeni tükendiği zaman, bu elementler de tükenene dek şişerek helyum ve karbonu kaynaştıran kırmızı bir dev haline gelecek. Ardından bu dış katmanlar patlayacak ve geriye kalan pırıltılı, aşırı parlak ve ultra yoğun çekirdek -artık hiçbir şeyi kaynaştıramayan ölü yıldızın cesedi- bir beyaz cüce yıldız olacak.

J1539’da bulunan iki yıldız bu süreçten zaten geçmişti. İlki -birincil yıldız- Güneş’in sahip olduğu kütlenin yaklaşık yüzde 60’lık kısmını Dünya’nın çekirdeği büyüklüğünde bir alanda barındırıyor. Diğeriyse -ikincil yıldız- çok daha küçük ve Güneş’in yalnızca yüzde 20’si oranında kütleye sahip; fakat aynı zamanda eşlikçi yıldızdan daha büyük ve bu nedenle daha az yoğun.

Bu daha düşük yoğunluk ve kütle, paralel biçimde, daha az parlak olduğuna işaret ediyor; bu nedenle, bizimle parlak eşlikçi yıldızı arasında hareket ettiğinde, ikinci yıldızı görüş alanından tamamen çıkarır ve neticede yıldız çifti bir “tutulma” yaşar. Gökbilimciler, Caltech’e (Kaliforniya Teknoloji Üniversitesi) bağlı Palomar Gözlemevi’ndeki Zwicky Geçici Tesisleri’nde (ZTF) sürdürülen araştırma esnasında elde edilen verilerle bu durumu ortaya çıkardılar.

YERÇEKİMİ DALGALARINI HENÜZ SAPTAYAMIYORUZ

Caltech’te görevli fizikçi Kevin Burdge “Sönük yıldız, daha parlak olanın önünden geçerken ışığın çoğunu engelliyor ve olay ZTF verilerinde gördüğümüz yedi dakikalık parlayıp sönme modeliyle neticeleniyor,” diyor.

Bu aşırı yörünge yakınlığı da iki yıldızın yerçekimi dalgalarını uzaya yaydığı anlamına geliyor. Fakat şimdilik bu dalgaları tespit edemiyoruz. (Birazdan buna tekrar değineceğiz.)

Şimdiye dek, saptadığımız yegâne çekim dalgaları, nötron yıldızları ya da kara delikler gibi daha büyük gökcisimleri arasındaki çarpışmaların son anlarına ilişkindi. J1539, bunlarla karşılaştırıldığında görece hafif ve yıldızlar birleşebilecekleri noktadan hâlâ uzun bir süre uzaktalar.

Ancak, durmaksızın, günde yaklaşık 26 santimetre hızla genişliyorlar; bu durum, yörüngesel döngü 5 dakikaya düşene kadar en az 130.000 yıl daha geçeceği anlamına geliyor. Bu noktada, ikincil yıldızdan birincil yıldıza yapılan kütle transferi de önemli ölçüde artacak.

Buradan iki sonuca ulaşabilir. Şayet kütle transferi kararlı bir yapıdaysa, iki yıldız biraz uzaklaşır; bu durum, birincil yıldızın sürekli olarak eşlikçi yıldızına ev sahipliği yaptığı bir “AM Canum Venaticorum” yıldızı olarak adlandırılır.

Şayet kütle aktarımı kararlı yapıda değilse, iki yıldız muhtemelen birleşerek, “tip Ia Süpernova’nın” düşük kütleli bir benzeri olduğu düşünülen, “R Coronae Borealis değişkeni” denilen ve düzensiz titreşimlere sahip ender rastlanan bir yıldız tipine dönüşecek.

YENİ ARAÇLARLA DAHA FAZLASINI BULABİLİRİZ

İnsanlar etrafta bundan bir tane görebilseydi, harika olurdu.

Kısacası, J1539’un sürekli azalan yörüngesinin neticesini görebilmek için buralarda olmayabiliriz ve henüz yerçekimi dalgalarını var olan araçlarımızla algılayamıyoruz.

Yine de, gökbilimciler, şu anda geliştirme aşamasında olan Lazer Interferometre Uzay Anteni’nin (LISA) ve gelecekteki olası diğer uzay tabanlı yerçekimi dalga algılayıcılarının bu durumu değiştireceğine inanıyor.

LISA, 2034 yılına kadar faaliyete geçemeyecek, bu yüzden diğer potansiyel çekim dalgaları kaynaklarını bulmak için önümüzde hâlâ zaman var; fakat şimdilik, J1539’un LISA’nın gökyüzünde saptayabileceği en güçlü sinyal olması bekleniyor.

Ve bu zaman zarfında, yıldız çifti, böylesi aşırı sistemlerin dinamiklerini anlamamıza ve belki de engin gökyüzünde birkaç tane daha bunlardan bulmamıza yardımcı olabilir.

Araştırmanın ayrıntıları Nature dergisinde yayınlandı.

* Yazının aslı Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)