Bir sanatçının, gezegensel enkaz bulutları ve yaşanabilir bölgedeki büyük bir gezegen tarafından yörüngede dönen beyaz cüce yıldız WD1054–226 izlenimi. Kredi: Mark A. Garlick / markgarlick.com
Ay boyutunda yapılarla dolu bir gezegen enkazı halkasının bir yörüngeye yakın yörüngede döndüğü gözlemlendi. Beyaz cüce UCL araştırmacıları tarafından yürütülen yeni bir araştırmaya göre, yıldız, su ve yaşamın var olabileceği “yaşanabilir bölgede” yakındaki bir gezegene işaret ediyor.
Beyaz cüceler, tüm hidrojen yakıtlarını yakan yıldızların parıldayan közleridir. Güneş dahil neredeyse tüm yıldızlar sonunda beyaz cüce olacak, ancak gezegen sistemleri hakkında çok az şey biliniyor.
Dergide yayınlanan çalışmada Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleriuluslararası bir araştırma ekibi, beyaz bir cüceden gelen ışığı ölçtü. Samanyolu WD1054–226 olarak bilinir, yer ve uzay tabanlı teleskoplardan gelen verileri kullanır.
Şaşırtıcı bir şekilde, her 25 saatte bir yıldızın etrafında dönen, eşit aralıklarla yerleştirilmiş 65 gezegensel enkaz bulutuna karşılık gelen belirgin ışık düşüşleri buldular. Araştırmacılar, geçiş yapılarının kesin düzenliliğinin – yıldızın ışığını her 23 dakikada bir karartmasının – yakındaki bir gezegen tarafından bu kadar kesin bir düzende tutulduklarını gösterdiği sonucuna vardı.
Baş yazar Profesör Jay Farihi (UCL Fizik ve Astronomi) şunları söyledi: “Gökbilimciler ilk kez bir beyaz cücenin yaşanabilir bölgesinde herhangi bir gezegen cismi tespit ettiler.
“Gözlemlediğimiz ay boyutundaki yapılar, katı, küresel gövdelerden ziyade düzensiz ve tozlu (örneğin kuyruklu yıldız gibi). Her 23 dakikada bir yıldızın önünden geçen mutlak düzenlilikleri, şu anda açıklayamadığımız bir gizemdir.
“Heyecan verici bir olasılık, bu cisimlerin yakındaki bir gezegenin yerçekimi etkisi nedeniyle bu kadar eşit aralıklı bir yörünge düzeninde tutulmasıdır. Bu etki olmadan, sürtünme ve çarpışmalar yapıların dağılmasına ve gözlemlenen kesin düzenliliği kaybetmesine neden olur. Bu ‘çoban’ için bir emsal, uyduların yerçekimi kuvvetinin kendi etrafında dönme şeklidir. Neptün ve Satürn bu gezegenlerin yörüngesinde dönen kararlı halka yapıları oluşturmaya yardımcı olur.
“Yaşanabilir bölgede bir gezegenin olma olasılığı heyecan verici ve aynı zamanda beklenmedik; bunu aramıyorduk. Bununla birlikte, bir gezegenin varlığını doğrulamak için daha fazla kanıtın gerekli olduğunu akılda tutmak önemlidir. Gezegeni doğrudan gözlemleyemeyiz, bu nedenle bilgisayar modellerini yıldız ve yörüngedeki enkazın daha ileri gözlemleriyle karşılaştırarak doğrulama gelebilir.”
Beyaz cücenin etrafındaki bu yörüngenin, yaşamının dev yıldız evresinde temizlenmiş olması ve dolayısıyla potansiyel olarak su ve dolayısıyla yaşam barındırabilecek herhangi bir gezegenin yeni bir gelişme olması bekleniyor. Bölge, geleceğe en az bir milyar yıl dahil olmak üzere en az iki milyar yıl boyunca yaşanabilir olacaktır.
Tüm yıldızların %95’inden fazlası sonunda beyaz cüce olacak. İstisnalar, patlayan ve kara delikler veya nötron yıldızları haline gelen en büyük yıldızlardır.
Profesör Farihi şunları ekledi: “Güneşimiz birkaç milyar yıl içinde beyaz cüce olacağından, çalışmamız kendi güneş sistemimizin geleceğine dair bir fikir veriyor.”
Yıldızlar hidrojenlerini tüketmeye başladığında genişler ve soğuyarak kırmızı devler haline gelirler. Güneş, Merkür’ü yutarak dört ila beş milyar yıl içinde bu aşamaya girecek, Venüsve muhtemelen Dünya. Dış malzeme hafifçe uçup gittiğinde ve hidrojen tükendiğinde, yıldızın sıcak çekirdeği kalır ve milyarlarca yıl boyunca yavaşça soğur – bu, yıldızın beyaz cüce evresidir.
Beyaz cücelerin yörüngesinde dönen gezegenler, yıldızlar anakol yıldızlarından (Güneş gibi) çok daha sönük olduğundan, gökbilimcilerin tespit etmesi zor. Şimdiye kadar, gökbilimciler bir gaz devinin (örneğin Jüpiter) bir beyaz cücenin yörüngesinde.
Yeni çalışma için araştırmacılar, 117 ışıkyılı uzaklıkta bir beyaz cüce olan WD1054–226’yı gözlemlediler ve ULTRACAM yüksek hızlı kamerayı kullanarak 18 gece boyunca ışığındaki değişiklikleri kaydettiler. ESO Şili’deki La Silla Gözlemevinde 3.5m Yeni Teknoloji Teleskopu (NTT). Işıktaki değişiklikleri daha iyi yorumlamak için araştırmacılar ayrıca NASA Geçiş Yapan Exoplanet Araştırma Uydusu (TESS), araştırmacıların gezegen yapılarının 25 saatlik bir yörüngeye sahip olduğunu doğrulamalarına izin verdi.
WD1054-226’dan gelen ışığın, önünden geçen devasa malzeme bulutları tarafından her zaman bir şekilde gizlendiğini ve yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegensel enkaz halkasını akla getirdiğini buldular.
Bazen Goldilocks bölgesi olarak adlandırılan yaşanabilir bölge, sıcaklığın teorik olarak bir gezegenin yüzeyinde sıvı su bulunmasına izin verdiği alandır. Güneş gibi bir yıldızla karşılaştırıldığında, beyaz cücenin yaşanabilir bölgesi daha küçük ve yıldıza daha yakın olacaktır, çünkü beyaz cüceler daha az ışık ve dolayısıyla ısı verir.
Çalışmada gözlemlenen yapılar, kırmızı bir dev iken yıldız tarafından sarılmış olacak bir alanda yörüngede dönüyor, bu nedenle, yıldızın doğumundan ve gezegen sisteminden kurtulmak yerine, nispeten yakın zamanda oluşmuş veya gelmiş olmaları muhtemeldir.
Referans: J Farihi, JJ Hermes, TR Marsh, AJ Mustill, MC Wyatt, JA Guidry, TG Wilson, S Redfield, P Izquierdo, O Toloza, BT Gänsicke, A Aungwerojwit tarafından “Bir gezegensel enkaz diskinden amansız ve karmaşık geçişler”, C Kaewmanee, VS Dhillon ve A Swan, 8 Şubat 2022, Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stab3475
Çalışma, Birleşik Krallık’ın Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi’nden (STFC) fon aldı ve Boston Üniversitesi de dahil olmak üzere altı ülkeden bir araştırmacı ekibini içeriyordu. Warwick ÜniversitesiLund Üniversitesi, Cambridge Üniversitesi, St Andrews Üniversitesi, Wesleyan Üniversitesi, La Laguna Üniversitesi, Naresuan Üniversitesi, Sheffield Üniversitesi ve Instituto de Astrofísica de Canarias.