Avrupalı gökbilimcilerden oluşan bir ekip, birçoklarının imkansız olduğunu düşündüğü bir yıldızın izini ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) ile sürdü. Bu yıldızın tamamen hidrojen ve helyumdan oluştuğunu ve sadece dikkate değer ölçüde çok küçük bir miktar diğer kimyasal elementleri barındırdığını keşfettiler. Bu şaşırtıcı bileşim, yıldızı genel olarak kabul görmüş yıldız oluşumu teorisinde “yasaklı bölge”ye oturtmaktadır ki bunu anlamı ise bu yıldızın ilk elden oluşmaması gerekirdi. Sonuçlar ise Nature dergisinin 1 Eylül 2011 tarihli sayısında yayınlanacaktır.
Şimdiye kadar yıldızlar içinde en düşük helyumdan ağır element (gökbilimcilerin “metal” olarak adlandırdığı) bolluğuna sahip, SDSS J102915+172927 [1] adı verilen ve Aslan takımyıldızında bulunan sönük bir yıldızda bulundu. Kütlesi Güneş’ten daha küçük olan yıldız büyük bir olasılıkla 13 milyar yıldan daha yaşlı.
“Genel olarak kabul gören bir teori bunun gibi, düşük kütleli ve oldukça düşük metal bolluğuna sahip yıldızların var olamayacağını öngörmektedir, çünkü içinde oluştukları madde bulutları asla yoğunlaşmış olamaz,” [2] diyor makalenin baş yazarı Elisabetta Caffau (Heidelberg Üniversitesi Gökbilim Merkezi, Almanya ve Paris Gözlemevi, Fransa). “İlk kez, yasak bölgede bulunan bir yıldız bulmak oldukça şaşırtıcı, ve bu bazı yıldız oluşum modellerini gözden geçirmemiz gerektiği anlamına geliyor.”
Ekip, VLT üzerinde bulunan X-işaretleyici ve UVES aletlerini [3] kullanarak yıldızın özelliklerini analiz ettiler. Bu yöntem ekibin, yıldız içeriğinde bulunan değişik kimyasal elementlerin ne bollukta olduğunu hesaplamalarını sağladı. Ekip, SDSS J102915+172927 içerisindeki metal oranının Güneş’ten 20 000 kat daha küçük olduğunu buldu [4][5].
“Yıldız sönük ve metal yönünden oldukça fakir, ilk gözlemlerimizde helyumdan ağır sadece tek bir elementin – kalsiyum – izine rastlayabildik,” diyor proje danışmanı Piercarlo Bonifacio (Paris Gözlemevi, Fransa). “Yıldızın ışığını daha detaylı ve uzun poz süreleri ile izleyerek diğer elementleri de bulabilmek için ESO Genel Müdürü’nden ek teleskop zamanı talebinde bulunmak zorunda kaldık.”
Evrenbilimciler, en hafif elementlerin – hidrojen ve helyum- ve bir mikta lityumun [6] Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra üretildiğini ve diğer tüm elementlerin daha sonraları yıldızların içinde oluştuğunu düşünüyorlar. Süpernova patlamaları yıldız maddesini yıldızlararası ortama yayarak, metalce zenginleştirdi. Yeni yıldızlar, bu zenginleştirilmiş maddeden oluştular böylece eski yıldızlara nazaran metalce zengin oldular. Bu nedenle bir yıldızın metal bolluğu, yıldızın kaç yaşında olduğunu söylemektedir.
“İncelediğimiz yıldız metal bakımından son derece fakir, yani oldukça ilkel. Şimdiye kadar bulduğumuz en yaşlı yıldızlardan biri olabilir,” diye ekliyor çalışmalara katılan Lorenzo Monaco (ESO, Şili).
SDSS J102915+172927’nin lityum barındırmaması da oldukça şaşırtıcıdır. Bu denli yaşlı bir yıldızın bileşimi, fazladan birkaç metal ile birlikte Büyük Patlama sonrası evren bileşimiyle aynı olmalıydı. Ancak ekip, yıldızın lityum oranının Büyük Patlama ile oluşan maddede olması beklenenden 50 kat daha düşük olduğunu buldu.
“Evren’in başlangıcından hemen sonra oluşan lityumun bu yıldızın içerisinde nasıl yok olduğu da bir gizemdir.” diye ekliyor Bonifacio.
Araştırmacılar, ayrıca, bu garip yıldızın büyük ihtimalle eşsiz olmadığına parmak basıyor. “Ayrıca, metal bolluğu SDSS J102915+172927’ninkine benzer hatta daha düşük olabilecek birkaç yıldız adayı da tespit etmiş bulunmaktayız. Şimdi, bu yıldızları da VLT ile gözlemleyerek durumun gerçekten de böyle olup olmadığını görmeyi planlıyoruz,” diyerek sonlandırıyor Caffau.
Notlar
[1] Bu yıldız Sloan Sayısal Gökyüzü Araştırması ya da SDSS’de kataloglanmıştır. Numaralar nesnenin gökyüzündeki konumuna karşılık gelmektedir.
[2] Genel olarak kabul görmüş yıldız oluşum teorileri, SDSS J102915+172927 (yaklaşık 0.8 güneş kütlesi ya da daha düşük)’ninki kadar düşük kütlelere sahip yıldızların sadece süpernova patlamalarının ardından kritik bir değerin üzerinde zenginleşmiş yıldızlararası ortamda oluşabileceğini söylemektedir. Bunun nedeni, ağır elementelerin “soğutucu madde” olarak davranması, ve bu ortamdaki gaz bulutlarının ısısını dışarı yaymasına yardım etmesidir, ancak bu şekilde bulutlar yıldız oluşturmak üzere çökebilirler. Bu metallerin yokluğunda, ısınma nedeniyle oluşan basınç oldukça yüksek olur ve bulutun kütleçekimi de bu kuvvete karşı koyacak şekilde yüksek olamaz ve bunun sonucunda bulut çökemez. Özellikle bir teori, karbon ve oksijeni asıl soğutucu madde olarak tanımlar ve SDSS J102915+172927’da bulunan karbon miktarı soğutmanın etkili olabilmesi için varsayılan minimum karbon miktarından daha düşüktür.
[3] X-shooter ve UVES , VLT tayfölçerleridir — bu ensturmanlar gökyüzündeki objelerden gelen ışığı bileşen renklerine ayırarak kimyasal bileşimin detaylı olarak incelenmesini sağlarlar. X-shooter tek çekimde objenin spekturmunda geniş bir yelpazede dalgaboylarını yakalayabilmektedir (morötesinden yakın kızılötesine kadar). UVES ise Morötesi ve Görsel Echelle Tayfölçeri’dir ve yüksek çözünürlüklü optik bir enstrumandır.
[4] 2005 yılında keşfedilen, HE 1327-2326 isimli yıldız, bilinen en düşük demir bolluğuna sahiptir ancak karbon açısından zengindir. Şimdi incelenen yıldız ise helyumdan ağır tüm elementler göz önüne alındığında metal oranı en düşük olan yıldızdır.
[5] ESO teleskopları birçok metalce fakir yıldızın keşfinde rol oynamıştır. eso0228 ve eso0723 ile yeni açıklanan bazı sonuçlar ve bu yeni keşif ESO teleskopları ile yapılan gözlemler gökbilimcilerin ilk jenerasyon yıldızları bulmaları için fazladan bir adım atmalarını sağlamaktadır.
[6] İlkel nükleosentez, Büyük Patlama’dan birkaç dakika sonra meydana gelen, bir protondan fazla protona sahip kimyasal elementerin üretimine denir. Bu üretim çok kısa bir sürede meydana gelmiştir ve sadece hidrojen, helyum ve lityum’un oluşmasını sağlamıştır, daha ağır elementler üretilmemiştir. Büyük Patlama teorisinin öngördüğü ve gözlemlerin onayladığı kadarıyla ilkel maddenin %75’i (kütlece) hidrojenden ve %25’i helyumdan oluşmaktadır ayrıca eser miktarda lityum da bulunmaktadır.
ESO-Türkçe (Çeviri:Metin Sarıkaya-İstanbul Üniversitesi, Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü, ESON Türkiye Ekibi)
