Kids

eso1230tr — Bilim Bülteni

Parlak Yıldızlar Yalnız Değilmiş!

VLT büyük kütleli yıldızların etkileşen çiftlerin ürünü olduğunu keşfetti

26 Temmuz 2012

ESO’nun Çok Büyük Teleskopu’nun da (VLT) kullanıldığı yeni bir çalışmaya göre, gökada evrimlerini yönlendiren büyük kütleli parlak yıldızların yalnız olmadıkları ortaya çıktı. Bu tür yıldızların nerdeyse dörtte üçünün yoldaş bir yıldıza sahip olduğu bulundu ki, bu daha önce düşünülenden oldukça fazla bir oran. Şaşırtıcı bir şekilde bu çiftlerin büyük çoğunluğu yıkıcı etkileşimler yaşamaktadır, bu etkileşim bir yıldızdan diğerine kütle aktarımı şeklindedir ve bu çiftlerin yaklaşık üçte biri sonunda tek bir yıldız haline gelmektedir. Sonuçlar Science dergisinin 27 Temmuz 2012 tarihli sayısında yayınlanmıştır.

Evren değişik bir yerdir ve pek çok yıldız Güneş’ten epeyce farklıdır. Uluslar arası bir gökbilimciler ekibi VLT’yi kullanarak, çok yüksek sıcaklığa, kütleye ve parlaklığa sahip olan O-türü olarak bilinen yıldızlar üzerinde çalıştı [1]. Bu yıldızlar kısa ve şiddetli yaşamları boyunca gökadaların evrimlerinde anahtar rol oynamaktadır. Ayrıca bu yıldızlar, daha küçük olan yoldaş yıldızın daha büyük komşusunun yüzeyinden madde kopardığı sistemler olan “vampir yıldızlar” ve gama-ışın patlamaları olarak bilinen olağan dışı olaylarla bağlantılıdır.  

Çalışmanın baş yazarı Hugues Sana (Amsterdam Üniversitesi, Hollanda) “Bu yıldızlar kesinlikle büyük yaratıklar” diyor,  “Bunlar Güneşin 15 ya da daha fazla katı kütleye sahip olup, bir milyon kat daha fazla parlak olabilirler. Bu yıldızlar o kadar sıcaktır ki parlak mavi-beyaz ışık saçarak parlamakta ve yüzey sıcaklıkları 30 000 santigrat dereceye ulaşmaktadır.”

Gökbilimciler Samanyolu’ndaki O-türü 71 tek yıldız örneğini ve yakın altı yıldız kümesindeki çift yıldızları inceledi. Gözlemlerin çoğu VLT de dahil olmak üzere ESO teleskopları kullanılarak gerçekleştirildi.

Ekip bu hedeflerden [2] gelen ışığın öncesine göre daha detaylı şekilde gerçekleştirdikleri analizle O-türü yıldızların % 75’inin çiftli sistemlerde bulunduğunu keşfetti.  Bu yüzde miktarı önceden düşünülen orana göre daha yüksek bir miktar olup, ilk defa kesin olarak belirlenmiştir. Daha önemlisi birbirleriyle etkileşecek kadar yakın olan (yıldız birleşmeleri veya vampir yıldızlar diye adlandırılan kütle aktarımı vasıtasıyla) bu çiftlerin oranının şimdiye kadar düşünülenden çok daha yüksek olması gökada gelişimini anlamamızda derin etkileri olacaktır.

O-türü yıldızlar evrendeki yıldızların çok küçük bir kısmını oluşturmaktadır, fakat bunlarla ilişkilendirilen şiddetli olaylar, çevreleri için orantısız bir etkiye neden olmaktadır. Bu yıldızlardan gelen rüzgarlar ve şok dalgaları yıldız oluşumunu hem tetiklemekte hem de durdurabilmektedir. Işınımları parlak bulutsuların parlamasını güçlendirmekte, süpernovaları gökadaları yasam için çok önemli olan ağır elementlerce zenginleştirmekte ve evrendeki en güçlü olaylar arasında olan gama ışınım patlamaları ile ilişkilendirilmektedir. O-türü yıldızlar bu yüzden gökada evrimlerini yönlendiren pek çok mekanizmanın içinde yer almaktadır.

Çalışma ekibinden Selma de Mink (Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü, ABD) “Eğer Bir yıldız başka bir yıldızla birlikte yaşıyorsa, yaşamı büyük bir şekilde etkilenmektedir” diyor, “İki yıldız birbirine çok yakınsa, bunlar sonunda tek bir yıldız haline gelebilirler. Hala birleşmemişlerse bu kez bir yıldız diğerinin yüzeyinden sık sık madde çekecektir.”

Ekip O-türü yıldızlar arasındaki şiddetli birleşmelerin oranını %20-30 olarak tahmin ediyor. Fakat görece daha ılımlı olan % 40-50 oranındaki tahminler içeren vampir yıldızlar senaryosu, bu yıldızların nasıl evrimleştiklerine dair derin etkilere sahiptir.

Gökbilimciler şimdiye dek çoğunlukla kapalı yörüngeye sahip büyük kütleli çiftli yıldızların istisna olduğunu kabul etmişler, bunların X-ışın çiftlerini, çift pulsarları ve karadelik çiftleri gibi egzotik olayları açıklamak için gerekli olduklarını düşünüyorlardı. Yeni çalışmaya göre evreni düzgün bir şekilde yorumlamak için, bu şekilde bir sadeleştirme doğru olmaz: büyük kütleli çift yıldızların sadece yaygın değil, onların yaşamları da temel olarak tekil yıldızlarınkinden farklı.

Örneğin, vampir yıldızlar durumunda daha küçük, düşük kütleli yıldız eşleniğinden taze hidrojen aldıkça gençleşmektedir. Kütlesi büyük oranda artarken yoldaşından ve aynı kütleye sahip tekil yıldızlardan daha uzun süre yaşatacaktır. Bu arada kurban yıldız aydınlık bir kırmızı süper dev olma şansından önce etrafındaki tabakayı atmaktadır. Onun yerine sıcak, mavi merkezi ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak, uzak gökadanın yıldız nüfusu olduğundan çok daha genç görünebilir. Hem gençleşmiş vampir yıldızlar hem de sönükleşmiş kurban yıldızlar daha sıcaklaşıp, mavileşip daha genç yıldız görünümlerini taklit etmektedir. Etkileşen büyük kütleli çiftli yıldızların gerçek oranlarını bilmek bu uzak gökadaları doğru bir şekilde tanımlamak için çok önemlidir [3].

Hugues Sana “Gökbilimcilerin uzak gökadalar hakkındaki tek bilgileri teleskoplarımıza ulaşan ışıktır. Bu ışıktan neyin sorumlu olduğuna dair bir varsayımda bulunmadan, gökadaların ne kadar kütleli veya ne kadar genç olduğu hakkında bir sonuca varamayız Bu çalışma pek çok yıldızın tekil yıldız olduğuna dair sıkça yapılan varsayımların yanlış sonuçlara yol açabileceğini göstermiştir”  diye sonlandırıyor.

Bu etkilerin ne kadar büyük olduğunu ve bu yeni bakış açısının gökada evrimine bakışımızı ne kadar değiştireceğini anlamak için başka çalışmalara ihtiyacımız olacaktır. Çiftli yıldızları modellemek karmaşıktır bu yüzden gökada oluşum modeline tüm bu uygulamaların dahil edilmesi zaman alacaktır. 

Notlar

[1] Pek çok yıldız tayfsal tipine veya rengine göre sınıflandırılır. Bu sırayla yıldızların kütlesi ve yüzey sıcaklığıyla ilişkilidir.  En maviden (ve bu yüzden en sıcak ve en yüksek kütleli) en kırmızıya (ve bu yüzden en soğuk ve en düşük kütleli), bilinen en ortak sınıflandırma dizisi O,B,A,F,G,K ve M’dir. O-tipi yıldızların yüzey sıcaklıkları 30 000 Santigrat derece veya daha fazla olup, parlak açık mavi olarak görülmektedir. Güneş kütlesinin 15 veya daha büyük katına sahiptirler.

[2] Çiftli yıldız sistemlerinde bilesen yıldızlar genellikle ayrı ışık noktaları olarak doğrudan görülecek şekilde birbirlerine çok yakın yer almaktadırlar. Oysa ki grup VLT’nin Mor ötesi ve Görünür Echelle Tayfçeker’i (UVES) kullanarak çiftlenim yapısını gözlemleyebilir. Tayf çeker bir yıldızın ışığını, Güneş ışığını gökkuşağına bozan bir prizma gibi yaymaktadır. Yıldız ışığındaki baskılar, ışığın belirli renklerini koyulaştıran yıldız atmosferlerinde ki elementler tarafından oluşturulan küçük barkod benzeri desenlerdir.  Astronomlar tek yıldızları gözlemlediğinde bu emilim çizgileri sabitken, çiftli sistemlerde iki yıldızdan gelen çizgiler yıldızların hareketlerinden dolayı birbirlerine göre hafifçe kaymıştır. Bu çizgilerin birbirlerinden ne kadar kaydığının ölçütü ve zaman içinde hareket yolları, astronomların yıldızların hareketlerini belirlemelerine olanak verir, buradan madde değişimi veya birleşme olacak kadar yakın olduğunu da içeren yörüngesel özellikler belirlenir.

[3] Çok sayıda ki vampir yıldızların varlığı önceden açıklanamayan olaylarla çok iyi uyuşmaktadır. Ustnova olarak patlayan yıldızların yaklaşık üçte birinin içlerinde çok az hidrojen içerdiği gözlenmiştir. Bu yıldızların genellikle geniş miktarda hidrojen içerdiğine dair şaşırtıcı gerçeği ortaya koymaktadır. Oysa ki hidrojenden zayıf üstnovaların oranı bu çalışma ile bulunan  vampir yıldızların oranıyla yakından eşleşmektedir. Vampir yıldızların kurbanları olarak hidrojenden zayıf üstnovalara sebep olması beklenir, kurbanın bir süpernova olarak patlama ihtimalinden önce hidrojenden zengin dış tabakaları vampir yıldızın kütleçekimi tarafından koparılır.

Daha fazla bilgi

H. Sana ve arkadaşları tarafından hazırlanan bu araştırma “Binary interaction dominates the evolution of massive stars” başlıklı bir makale olarak  Science dergisinin 27 Temmuz 2012 tarihli sayısında yayınlanacaktır.

Araştırma ekibinde H. Sana (Amsterdam Üniversitesi, Hollanda), S.E. de Mink (Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü, Baltimore, ABD; Johns Hopkins Üniversitesi, Baltimore, ABD), A. de Koter (Amsterdam Üniversitesi; Utrecht Üniversitesi, Hollanda), N. Langer (Bonn Üniversitesi, Almanya), C.J. Evans (İngiltere Gökbilim Teknoloji Merkezi, Edinburgh, İngiltere), M. Gieles (Cambridge Üniversitesi, İngiltere), E. Gosset (Liege Üniversitesi, Belçika), R.G. Izzard (Bonn Üniversitesi), J.-B. Le Bouquin (Joseph Fourier Üniversitesi, Grenoble, Fransa) ve F.R.N. Schneider (Bonn Üniversitesi) yer almaktadır.

2012 yılı Avrupa Güney Gözlemevi'nin (ESO) kuruluşunun 50. yılını temsil etmektedir. Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetlerarası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 15 ülke tarafından desteklenmektedir: Avusturya, Belçika, Brezilya, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili'nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal'da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop'u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO varolan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA'nın Avrupalı ortağıdır. ESO şu anda "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak 40-metre sınıfında Avrupa Aşırı Büyük optik/yakın kırmızı ötesi Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmeyi planlıyor.

Bağlantılar

İletişim

Elif Beklen
Süleyman Demirel Üniversitesi, Fizik Bölümü, ESON Türkiye Ekibi
Isparta, Türkiye
Tel: +90 246 211 40 47
E-posta: elif.beklen@gmail.com

Hugues Sana
Astronomical Institute “Anton Pannekoek”, Amsterdam University
Amsterdam, The Netherlands
Tel: +31 20 525 8496
Cep: +31 6 83 200 917
E-posta: h.sana@uva.nl

Selma de Mink
Space Telescope Science Institute
Baltimore, USA
Tel: +1 410 338 4304
Cep: +1 443 255 3793
E-posta: demink@stsci.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Cep: +49 151 1537 3591
E-posta: rhook@eso.org

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso1230.
Bookmark and Share

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso1230tr
Tür:• Milky Way : Star
Facility:Very Large Telescope
Science data:2012Sci...337..444S

Görüntüler

Artist’s impression of a vampire star and its victim
Artist’s impression of a vampire star and its victim
sadece İngilizce
Hot and brilliant O stars in star-forming regions
Hot and brilliant O stars in star-forming regions
sadece İngilizce

Videolar

Artist's impression of the evolution of a hot high-mass binary star
Artist's impression of the evolution of a hot high-mass binary star
sadece İngilizce
Artist's impression of the evolution of a hot high-mass binary star (annotated version)
Artist's impression of the evolution of a hot high-mass binary star (annotated version)
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...