Yaşlı yıldızlardan sıradışı bir gezegenimsi bulutsu heykeltıraşı
ESO’nun Çok Büyük Teleskop’unu kullanan gökbilimciler olağanüstü bir gezegenimsi bulutsu örneğinin merkezinde birbirleri etrafında dolanan bir yıldız çifti keşfetti. Yeni sonuçlar uzaya atılan madenin dikkat çekici ve simetrik görünüşünü kontrol eden mekanizma üzerindeki uzun süredir tartışılan bir teoriyi destekliyor. Sonuçlar Science dergisinin 9 Kasım 2012 tarihli sayısında yayınlanacak.
Gezegenimsi bulutsular [1] Güneş-benzeri yıldızların yaşamların sonunda meydana gelen beyaz cüce yıldızların etrafındaki parlak gaz katmanlarından oluşur. Fleming 1 dikkat çekici ve eğimli desenlere sahip simetrik jetleriyle [2] güzel bir örnek teşkil ediyor. Güney gökküresi takım yıldızlarından Erboğa (Centaurus) doğrultusunda yer alan bulutsu, geçtiğimiz yüzyılda önceleri hizmetçilik yapan, fakat sonrasında gökbilime olan ilgisi nedeniyle Harvard Üniversitesi Gözlemevi’nde işe alınan Williamina Fleming [3] tarafından keşfedilmiştir.
Gökbilimciler uzun süredir bu simetrik görünümlü jetlerin nasıl oluştuklarını tartışıyorlardı, ancak herhangi bir anlaşmaya varılamamıştı. Şimdi, Henri Boffin (ESO, Şili) tarafından yürütülen bir araştırma ile Çok Büyük Teleskop (VLT) tarafından yapılan Fleming 1 gözlemleri ilk kez bu tuhaf şekillerin nasıl oluştuklarını anlamak için bilgisayar modelleri ile birleştirildi.
Araştırma ekibi merkezdeki yıldızdan gelen ışığı incelemek için ESO’nun VLT’sini kullandı. Ve Flemin 1’in bir tane değil merkezinde, birbirleri etrafında her 1.2 günde dolanan iki tane beyaz cüceye sahip olduğunu buldular. Daha önceleri gezegenimsi bulutsuların merkezlerinde çift yıldızlar bulunmuş olsa da, ikisinin de beyaz cüce olduğu sistemler oldukça nadirdir [4].
“Fleming 1 ve buna benzer nesnelerin güzel ve karmaşık şekillerinin nedeni onlarca yıldız tartışılıyor,” diyor Henri Boffin. “Gökbilimciler daha önce burada bir yıldız çifti olabileceğini önermişti, ancak bunların çoğunlukla birbirlerinden oldukça uzak ve yörünge dönemlerinin onlarca veya daha uzun yıllar olduğu düşünülüyordu. Gözlem ve modellerimiz sayesinde, bu sıradışı sistemi oldukça detaylı bir şekilde inceleyerek bulutsunun tam kalbine bakabildik, ve çiftlerin birbirlerine oldukça yakın olduğunu bulduk.”
Güneş’ten sekiz kat daha büyük kütleli bir yıldız yaşamının sonuna geldiğinde, dış kabuklarını uzaya atarak kütle kaybetmeye başlar. Bu sayede sıcak iç çekirdek güçlü bir şekilde ışıldayarak, dışarıya doğru genişleyen bu hareketli kozanın bir gezegenimsi bulutsu gibi parlamasına neden olur.
Yıldızlar küresel bir görünüme sahip olsalar da, gezegenimsi bulutsuların çoğu, oldukça düzensiz düğümler, iplikçikler ve karmaşık desenler oluşturan madde jetleriyle çok farklı bir yapıya sahiptirler. Aralarında Fleming 1’inde yer aldığı en dikkat çekici bazı bulutsular nokta-simetrisi yapılanmalar sergilemektedir [5]. Gezegenimsi bulutsu için bunun anlamı merkezi bölgenin her iki kutbundan dışarıya atılan S-şeklindeki akışlardır. Yeni çalışmanın sonuçlarına göre Fleming 1 için bu desenler merkezdeki yıldızların yakın etkileşimin bir sonucu — yıldız çiftinin şaşırtıcı son gösterisi.
“Bu bilgisayar simülasyonlarının merkezdeki yıldızların çevreleyen bulutsuyu nasıl şekillendirdiklerini doğru bir biçimde tahmin eden şimdiye kadarki en geniş kapsamlı durum — ve gerçekten olağanüstü bir tarz.” diye açıklıyor araştırma ekibinden Brent Miszalski (SAAO ve SALT – Güney Afrika).
Bulutsunun merkezindeki yıldız çifti gözlenen yapının açıklanabilmesi için hayati öneme sahiptir. Yıldızlar yaşlandıkça, genişlerler, ve bu zaman süresinde, çiftlerden biri vampir yıldız gibi davranarak, diğerinin maddesini üzerine doğru çeker. Daha sonra bu madde vampir yıldız üzerine doğru düşerek, yığılma diski olarak bilinen dairesel bir disk oluşturur [6]. Yıldızlar birbirleri etrafında dolandıkça, her ikisi de bu diskle etkileşim kurarlar ve onun dönen bir topaç gibi dönmesine neden olurlar — bu bir tür presesyon halidir. Bu hareket sistemden dışarıya atılan her şeyin, örneğin kutuplardan çıkan jetlerin davranışını etkiler. Yeni çalışma presesyon yapan yığılma disklerinin yıldız çifti ile birlikte Fleming 1 gibi gezegenimsi bulutsularda hayret verici simetrik desenlerin ortaya çıkmasına neden olduğunu göstermektedir.
VLT ile elde edilen derin görüntüler ayrıca iç taraftaki bulutsu içerisinde halka şeklindeki düğümlerin de keşfedilmesini sağlamıştır. Bu tür madde halkaları diğer yıldız çiftlerinde de görülmektedir, bu nedenle bir yıldız çiftinin varlığına işaret eden bir gösterge olduğu görülüyor.
“Sonuçlarımız yıldız çiftleri arasındaki etkileşimin, gezegenimsi bulutsuları şekillendiren ve hatta oluşturan rollerini ortaya çıkardı ve bir adım daha ileriye götürdü,” diye sonlandırıyor Boffin.
Notlar
[1] Gezegenimsi bulutsuların gezegenlerle bir ilgisi yoktur. 18. yüzyılda bu nesnelerden bazıları küçük teleskoplarla gözlendiklerinde uzak gezegenlerin disklerine benzedikleri için bu ismii almışlardır.
[2] Jetler gezegenimsi bulutsuların merkezi bölgelerinden dışarıya atılan çok hızlı hareket eden gaz akışlarıdır. Çoğunlukla simetrik yapıya sahiptirler — madde paralel akışlar şeklinde dışarıya atılır — yani uzayda ilerledikleri sırada çok az yayılma sergilerler.
[3] Fleming 1’e 1910’da onu keşfeden İskoçyalı gökbilimci Williamina Fleming’in adı verilmiştir. 1880’lerde önceleri Harvard Üniversitesi Gözlemevi müdürü için temizlik işlerine bakan Fleming, daha sonra gökbilim verilerini işlemek ve matematiksel hesaplar yapmak için yetenekli kadın işçilerle birlikte ofis çalışmaları yürütmek üzere gözlemevinde işe alınmıştır. Bu sürede — kendi adıyla anılan — çok sayıda gökbilimsel nesne keşfetmiştir, bunlar arasında 59 gaz bulutu, 310’un üzerinde değişen yıldız ve 10 adet nova bulunmaktadır. Bu nesnenin farklı birçok ismi vardrı, PN G290.5+07.9, ESO 170-6 ve Hen 2-66 gibi.
[4] Araştırma ekibi gözlemlerinde ESO’nun Şili’de bulunan Paranal Gözlemevi’ndeki Çok Büyük Teleskop’unu kullandılar. Nesnenin görüntülerini almalarının yanı sıra, merkezi nesnenin kimyasal yapısı, sıcaklığı ve hareketi hakkında bilgi edinmek için de oradan gelen ışığı bileşenlerine ayırdılar.
Yıldızların sırasıyla 0.5 ile 0.86 ve 0.7 ile 1.0 Güneş kütlesinde oldukları bulundu. Araştırma ekibi yıldızlardan gelen ışığı analiz ederek ve sistemin parlaklığını bularak, bunların güneşimiz benzeri “normal” yıldız olma olasılığını elediler. Sistem döndükçe parlaklığı çok az değişmektedir. Normal bir yıldız, parlaklığında kolayca görülecek düzenli değişimleriyle, sıcak beyaz cüce eşi tarafından ısıtılmış ve eşine sürekli aynı yüzünü gösterdiğinden dolayı (Ay’ın Dünya’ya yaptığı gibi), “sıcak ve parlak” ve “soğuk ve karanlık” yüzü olmalıydı. Bu nedenle merkezi nesne büyük olasılıkla bir beyaz cüce çifti — nadir ve egzotik bir bulgu.
[5] Bu durumda bulutsunun her bölgesi yıldızdan aynı uzaklıkta bir eşe sahiptir, ancak ters doğrultuda — bu tür bir simetri geleneksel oyun kartlarındaki iskambil kağıtlarında gösterilmektedir.
[6] Böyle bir disk yıldızdan kaçan maddenin Roche lobu olarak bilinen belirli bir sınırdan taşması sonucu oluşur. Bu lob içerisinde, tüm maddenin hareketi bağlı olduğu yıldızın kütleçekimi ile belirlenir ve dışarıya kaçamaz. Bu lob dolduğunda ve sınırları genişlediğinde, madde yıldızdan koparak yakın bir nesneye doğru hareket eder, örneğin sistemdeki ikinci bir yıldıza, ve bir yığılma diski oluşturur.
ESO-Türkiye (Arif Solmaz-Çağ Üniversitesi Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi)
