Ölü yıldızların genç görünmesinin sırrı ne olabilir? Hubble teleskopundan elde edilen kanıtlar beyaz cücelerin yaşamlarının son aşamalarında hidrojen yakmaya devam ettiği için daha genç göründüklerini gösteriyor. Bu keşif yıldız kümelerinin yaşlarının nasıl ölçüleceği hakkında önemli bilgiler sunabilir.
Genelde beyaz cücelerin yavaşça soğuyan ölü yıldızlar olduğu düşünülür. Uluslararası bir gökbilimci ekibi beyaz cücelerin yüzeylerinde hidrojen yakarak yaşlanmalarını geciktirdiğine ilişkin ilk kanıtı elde etti.
Beyaz cüceler, yaşamlarının son evresindeki dış katmanlarını atmış yavaşça soğuyan yıldızlardır. Evrendeki yıldızların %98’inin –Güneş dâhil- sonu beyaz cüce olacaktır [1]. Buradaki soğuma aşamalarını incelemek beyaz cücelerin evrimindeki tüm sürecin anlaşılmasını sağlayacaktır.
Beyaz cüce evriminin temelini araştırmak için gökbilimciler iki büyük yıldız kümesindeki soğuyan beyaz cüceleri karşılaştırdı: M3 ve M13 [2]. Bu iki küme yaşları ve metalik gibi birçok fiziksel özellikleri yönünden benzerdir [3]. Özellikle M13’teki yıldızların genel rengi mavidir ve bu da yıldızların yatay dalı olarak bilinen evrim aşamasındaki sıcak yıldız popülasyonunu gösterir. M3 ve M13 kümelerindeki farklı popülasyondaki beyaz cücelerin incelenmesi soğuma aşamaları hakkında önemli bilgiler sunmaktadır.
Hubble’ın Geniş Alan Kamerası 3’ü kullanan ekip M3 ve M13’ü morötesine yakın dalga boylarında gözlemleyerek iki kümedeki 700’den fazla beyaz cüceyi karşılaştırdı. M3’ün basitçe soğutan standart beyaz cüceler içerdiği görüldü. Diğer taraftan M13 iki beyaz cüce popülasyonu içerir: standart beyaz cüceler ve hidrojenden oluşan dış katmanını tutmayı başardığı için yavaşça soğuyanlar.
Araştırmacılar M13’teki yıldız evrimlerini bilgisayar simülasyonlarına bakarak, beyaz cücelerin %70’inin yüzeylerinde hidrojen yaktığını ve soğuma hızlarını yavaşlattığını gösterdiler.
Bu keşif, gökbilimcilerin Samanyolu’ndaki yıldızların yaşlarının doğru ölçülmesini sağlar. Beyaz cüceler daha önce soğuma sürecinde oldukları yönünde modellenmişti. Yaş ve sıcaklık arasındaki bu basit ilişki beyaz cücelerin soğuma hızını, yıldız kümelerinin yaşlarını belirlemek için doğal bir saat olarak kullanılmalarını sağlamaktadır. Buna karşılık hidrojen yakan beyaz cüceler yaş tahminlerinin 1 milyar yıl kadar hatalı olmasına neden olabilir.
Notlar
[1] Güneş yaklaşık 4.6 milyar yaşındadır ve toplam ömrü 10 milyar yıldır. Çekirdeğindeki hidrojen bittiğinde Güneş şişerek kırmızı deve dönüşerek iç gezegenleri yutacak ve Yer’in kabuğunu yakacaktır. Daha sonra dış katmanlarını dışarı atacak olan Güneş’ten geriye kalan çekirdek yavaşça soğuyacak olan beyaz cüce kalıntısına dönecektir. Bu yıldız közü inanılmaz derecede yoğun olacak: Güneş kütlesinin önemli bölümü yaklaşık Yer büyüklüğünde alan kaplayacak.
[2] M3 kabaca yarım milyon yıldız barındırır ve Av Köpekleri takımyıldızında yer alır. M13’e bazen Herkül’deki Büyük Küresel Küme de denir ve daha az yıldız barındırır: birkaç yüz bin. Beyaz cüceler genellikle bulundukları kümenin yaşını tespit etmek için kullanılır ki Hubble’ın gözlem süresinin önemli bölümü bu tür kümelere ayrılmıştır. Hubble ilk kez 2006’da bir kümedeki beyaz cüceleri doğrudan gözlemlemişti.
[3] Gökbilimciler bir yıldızın hidrojen ve helyum dışında yer alan elementleri için “metalik” kelimesini tercih ederler. Evrendeki maddenin büyük bir kısmı hidrojen ve helyumdan oluşur. Örneğin Güneş kütlesinin %74.9’u hidrojen, %23.8’i helyum ve geriye kalan %1.3’ü diğer elementlerin karışımıdır.
