Samanyolu’nun geçmişiyle ilgili yeni keşif

Uzun zaman önce bir uydu galaksiyle yaşadığı çarpışma, Samanyolu’na ilginç bir etkide bulundu. Şimdiyse, bu olay hakkında daha kesin bir zaman çerçevesi belirlendi ve hepsi tek bir yıldız sayesinde oldu.
Nu Indi. Fotoğraf: ESO/Digitised Sky Survey.

Michelle Starr

Gökbilimciler geçtiğimiz günlerde, uzun zaman önce bir uydu galaksiyle yaşadığı çarpışmanın, diskini şişirerek ve halesini yıldızlarla tohumlayarak Samanyolu’na ilginç bir etkide bulunduğunu keşfettiler. Şimdiyse, bu olay hakkında daha kesin bir zaman çerçevesi belirledik ve hepsi tek bir yıldız sayesinde oldu.

Bu yıldız, gece göğünde görünür olanlardan biri. ‘Nu Indi’ (HD 211998) adlı yıldız, Indus takımyıldızı yönünde sadece 94 ışık yılı uzaklıkta bulunuyor. Doğru galaktik haritalama verileri, spektroskopi, yıldız kinematiği ve astrosismoloji alanlarının birleşimi sayesinde bu yalnız yıldız üzerinde yapılan gözlemler, galaksimizin şiddet dolu geçmişini açığa çıkardı.

YUTULAN EN BÜYÜK UYDU GALAKSİ

‘Gaia Sausage’ diye de bilinen ‘Gaia-Enceladus’ adlı uydu galaksi, bildiğimiz kadarıyla şimdiye dek Samanyolu tarafından yutulan en büyük uydu galaksiydi. Bu bilgiler, Samanyolu’nda bulunan yıldızlarla ilgili en doğru 3 boyutlu haritalandırma faaliyeti olan ve şu anda devam eden Gaia galaktik araştırmasından sağlanan veriler sayesinde keşfedildi.

Bu veriler, yıldızların savruldukları zaman yaşadıkları hareketleri doğru biçimde gösteriyordu ve titiz bir çalışma sonucunda, çarpışmanın ardından birlikte hareket etmeye başlayan bir yıldız popülasyonunu da açığa çıkarıldı. Yapılan ek incelemeler, çarpışmanın 8 ilâ 11 milyar yıl önce gerçekleştiğini gösterdi. (Evrenimiz yaklaşık 13.8 milyar yaşındadır.)

Güneşimizin yaklaşık üç katı büyüklüğünde ama kütlesinin sadece yüzde 85’ine sahip, yaşlı ve metaller açısından fakir bir yıldız olan Nu Indi’ye bir göz atalım. Kimyasal bileşimi hakkındaki spektroskopik inceleme, tam olarak Samanyolu’nda doğduğunu gösteriyor; bununla birlikte, Gaia verilerine göre galaksideki hareketi Gaia-Enceladus çarpışması sonrasında değişti.

Birmingham Üniversitesi’nden astrofizikçi Bill Chaplin, “Nu Indi’nin hareketi Gaia-Enceladus çarpışmasından etkilendiği için, bu çarpışma yıldız oluştuktan sonra yaşanmış olmalı” diyor. Yani, eğer yıldızın yaşını tespit edebilirseniz, çarpışmanın ne zaman meydana geldiğine dair sınırlamalar koyabilirsiniz.

YAKLAŞIK 11 MİLYAR YAŞINDA

Bir yıldızın metal içeriğinin ne kadar zengin olduğunu gösteren metaliklik oranı, bir miktar yol almanızı sağlayabilir. Hâli hazırda, bazı yıldızların yaşayıp ölünceye kadar metal barındırmadığını, ancak süper nova haline gelip patladıkları zaman ağır elementler yarattığını biliyoruz. Bu unsurlar daha sonraki yıldız nesillerine dahil oldu; Güneş’in barındırdığı demir oranının yalnızca yaklaşık yüzde 3’üne sahip olmasıysa, Nu Indi’nin çok yaşlı olduğunu gösteriyor.

Diğer yandan, astrosismoloji, bir yıldızın özelliklerine ilişkin kesin ayrıntıları ortaya çıkarabilir; bu yöntem, bir yıldızın salınım frekanslarına, yani yoğunluğundaki titreşimlere dayanır. Bu salınımlar, yıldızın iç yoğunluğu ve akustik profili gibi özellikleriyle yakından bağlantılıdır ve bunlar da sırasıyla, yıldızın kütlesi ve yaşını işaret eder.

Nu Indi hakkında 2006 yılında gerçekleştirilen önceki astrosismolojik çalışma, yıldız hakkında 9 milyar yılı aşan bir yaş tahmini ortaya koymuştu. Fakat şimdi daha güçlü bir araç yıldızın zayıf titreşimlerini inceledi: NASA’nın uzay tabanlı öte gezegen tespit teleskopu olan TESS 2018 yılında uzaya gönderildi. TESS’ten elde edilen astrosismolojik veriler, Nu Indi’nin yaklaşık olarak 11 milyar yaşında olduğunu gösteriyor.

ÇARPIŞMA 11,6 İLÂ 13,2 MİLYAR YIL ÖNCE YAŞANDI

Araştırmacılar, birleşmenin galakside yayılması için gereken zamanı da ekleyince, çarpışmanın 11,6 ilâ 13,2 milyar yıl önce başlamış olması gerektiğini ifade ediyorlar.

Bu sonucu bu kadar havalı yapan şey, TESS aracının nasıl da çok yönlü ve güçlü bir araç olduğunu değil, sonuca ulaşmak için kaç farklı tekniğin gerekli olduğunu göstermesi. TESS, bulmacanın yalnızca bir parçasıydı.

Yıldızların uzaydaki hareketlerini inceleyen ‘yıldız kinematiği’ ve yıldızların konumlarını ölçmemizi sağlayan ‘astrometri’, Nu Indi’nin normal bir yörüngeden nasıl saptığını ortaya çıkardı. Çeşitli elementler tarafından hangi ışıkların emildiğini ve yayıldığını görmek için bir ışık spektrumunun analizini yapmamızı sağlayan ‘spektroskopi’ ise yıldızın kimyasal bileşimini ortaya koydu.

Netice itibariyle, galaksimizin tarihindeki en önemli olaylardan biri için bir zaman çerçevesi çizebildik ve bu çerçeve, Samanyolu’nun evrimini daha doğru anlamamıza yardımcı oldu. Ve bunların tamamı Nu Indi sayesinde gerçekleşti.

Chaplin, “Bu çalışma, TESS aracılığıyla astrosismolojinin sahip olduğu potansiyeli, ayrıca tek ve parlak bir yıldız hakkındaki çeşitli ve keskin verilere sahip olduğunuzda nelerin mümkün olduğunu gösterdi” diyor.

Araştırmanın ayrıntıları Nature Astronomy’de yayınlandı.

* Bu makalenin orijinali Science Alert sitesinde yayımlanmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)