Güneş dışındaki bir yıldız üzerindeki maddenin ilk hareketli görüntüsü
ESO’nun Çok Büyük Teleskop Girişimölçerini kullanan gökbilimciler bir yıldızın şimdiye kadarki en ayrıntılı görüntüsünü elde ettiler — kırmızı süper-dev Antares. Ayrıca Güneş dışındaki bir yıldızın atmosferinde bulunan maddenin hızını ilk kez görüntüleyerek Antares’in genişleyen dev atmosferinde beklenmedik çalkantıları gözler önüne serdiler. Sonuçlar Nature dergisinde yayınlandı.
Ünlü parlak yıldız Antares, çıplak gözle bakıldığında Akrep takımyıldızının merkezinde güçlü kırmızı tonuyla ışıldamaktadır. Yaşamının son dönemlerinde olan dev ve görece soğuk kırmızı süper-dev yıldız, bir süpernova olma yolunda ilerlemektedir [1].
Şili’deki Kuzey Katolik Üniversitesinden Keiichi Ohnaka liderliğindeki bir gökbilimciler ekibi ESO’nun Şili’deki Paranal Gözlemevinde bulunan Çok Büyük Teleskop Girişimölçerini (VLTI) kullanarak Antares’in yüzeyini görüntüledi ve buradaki maddenin hareketini ölçtü. Bu Güneş dışındaki herhangi bir yıldızın yüzeyi ve atmosferine ait en iyi görüntü oldu.
En fazla dört adet 8.2 metrelik Birim teleskop, ya da daha küçük Yardımcı teleskoptan gelen ışığı birleştirebilen eşsiz yeteneklere sahip VLTI tesisi, tekil ayna çapı 200 metreye kadar ulaşan bir yapay teleskopun görüş gücüne ulaşabilmektedir. Bu sayede tek bir teleskopun kendi başına yapabileceğinin çok ötesindeki ince ayrıntıları net olarak görebilmektedir.
“Antares gibi yıldızların evrimlerinin son aşamasında hızlı bir şekilde nasıl kütle kaybettikleri yarım yüzyıldan fazla bir süredir çözülememiş bir problemdir,” diyor makalenin başyazarı Keiichi Ohnaka. “VLTI, Antares’in genişlemiş atmosferindeki gazların hareketini doğrudan ölçebilecek tek tesistir — problemin çözümünde kritik bir adım. Bir sonraki aşama ise bu çalkantı hareketine neden olan şeyi tespit etmek olacak.”
Ekip elde ettikleri yeni sonuçları kullanarak ilk kez Güneş haricindeki bir yıldızın atmosferinin iki-boyutlu hız haritasını oluşturdu. Bunu üç yardımcı teleskop ve VLTI ile AMBER adı verilen bir aygıtı kullanarak Antares’in yüzeyinden kırmızı-ötesi dalgaboylarında küçük bir aralıkta farklı görüntüler alarak gerçekleştirdiler.Ekip daha sonra bu görüntüleri kullanarak atmosferik gazın farklı bölgelerdeki hız farklarını ve tüm yıldız boyunca ortalama hızını hesapladı [2]. Sonuçta tüm Antares yüzeyi boyunca atmosferdeki gazın göreli hızlarına dair bir harita elde edildi — Güneş dışındaki bir yıldız için bu bir ilktir.
Yıldızın çok uzağında çalkantılı ve düşük-yoğunluklu gaz bulan gökbilimciler bu hareketin, çoğu yıldızın merkezinden dış atmosferine madde taşınımı ile enerji aktarılmasına yol açan konveksiyon [3] ile gerçekleşemeyeceği sonucuna vardılar. Antares gibi kırmızı süper-devlerin genişleyen atmosferindeki bu taşınımları açıklayabilmesi için yeni ve şu anda bilinmeyen bir sürecin işlemesi gerektiğini düşünüyorlar.
“Gelecekte bu gözlem tekniği farklı türden yıldızların yüzey ve atmosferlerini ayrıntılı bir şekilde incelemek için uygulanabilir. Bu şimdiye kadar sadece Güneş’le sınırlı kalmıştı,” diyor Ohnaka. “Çalışmamız yıldız astrofiziğine yeni bir boyut katarak yıldızları gözlemek için tamamen yeni bir pencere açmıştır.”
Notlar
[1] Antares gökbilimciler için tipik bir kırmızı süper-devdir. Ölmekte olan bu dev yıldızlar Güneş’in dokuz ila 40 katında bir kütle ile oluşurlar. Bir yıldız kırmızı süper-dev haline geldiğinde, atmosferi dışarıya doğru genişleyerek daha büyük ve parlak olur, ancak yoğunluğu düşer. Antares şu anda Güneş’in 12 katı büyüklüğünde bir kütleye ve 700 katı kadar bir çapa sahiptir. Yaşamına Güneş’in 15 katı kadar bir kütle ile başladığı düşünülmekte ve yaşamı boyunca üç güneş kütlesinde maddeyi yakıt olarak kullandığı hesaplanmaktadır.
[2] Gözlenen nesnenin yaydığı ya da soğurduğu ışığın gözlemciye yaklaşmakta veya uzaklaşmakta olmasına bağlı olarak tayfın kırmızı ya da mavi ucuna kayan tayf çizfgilerini ölçen Doppler Etkisi ile Yeryüzü’ne yaklaşmakta ya da uzaklaşmakta olan maddenin hızı ölçülebilmektedir.
[3] Konveksiyon, soğuk maddenin aşağıya ve sıcak maddenin yukarıya doğru taşınmasına neden olan dairesel bir harekettir. Bu süreç Yeryüzü’nde atmosferde ve okyanus akıntılarında gerçekleşirken, aynı zamanda yıldızlarda bulunan gazların da hareketini sağlamaktadır.
ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi, Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin)
