Bu çizim, bir gezegen sistemindeki parçalanmış nesnelerden enkaz çeken beyaz bir cüce yıldızını göstermektedir. Hubble Uzay Teleskobu, gezegenlerin bileşenleri olan kayalık-metalik ve buzlu malzemenin bir kombinasyonunu ortaya çıkaran buharlaşmış enkazın spektral imzasını tespit ediyor. Bulgular, evrimleşmiş gezegen sistemlerinin şiddetli doğasını ve parçalanan bedenlerinin bileşimini tanımlamaya yardımcı oluyor. Kredi: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Beyaz Cüce Yıldızın Yüzeyindeki Kalıntılar Arasında Hem Kayalık hem Buzlu Cisimler Tespit Edildi
“Ölünü getir!” “Monty Python and the Holy Grail” adlı klasik filmde havada çınlıyor.[{” attribute=””>white dwarf star in a nearby planetary system. The dead star is “ringing” its own bell, calling out to the “dead” to collect at its footsteps. The white dwarf is all that remains after a Sun-like star has exhausted its nuclear fuel and expelled most of its outer material – decimating objects in the planetary system that orbit it. What’s left is a band of players with unpredictable orbits that – despite protests that they “aren’t dead yet!” – will ultimately be captured by the central star.
How do we know? The bodies consumed by the star leave telltale “fingerprints” – caught by the Hubble Space Telescope and other NASA observatories – on its surface. The spectral evidence shows that the white dwarf is siphoning off both rocky-metallic and icy material – debris from both its system’s inner and outer reaches. Uncovering evidence of icy bodies is intriguing, since it implies that a “water reservoir” might be common on the edges of planetary systems, improving the chances for the emergence of life as we know it.
Bir yıldızın can çekişmesi, gezegen sistemini o kadar şiddetli bir şekilde bozmuştur ki, geride beyaz cüce adı verilen ölü yıldız, sistemin hem iç hem de dış erişim noktalarından enkazı sifonlamaktadır. Bu, gökbilimcilerin, gezegenlerin bileşenleri olan hem kayalık-metalik hem de buzlu malzemeyi tüketen bir beyaz cüce yıldız gözlemledikleri ilk zamandır. NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu ve diğer NASA gözlemevlerinden elde edilen arşiv verileri, bu kozmik yamyamlık vakasını teşhis etmek için gerekliydi. Bulgular, evrimleşmiş gezegen sistemlerinin şiddetli doğasını tanımlamaya yardımcı olur ve gökbilimcilere yeni oluşan sistemlerin yapısı hakkında bilgi verebilir. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi; Baş Yapımcı: Paul Morris
Ölü Yıldız Gezegen Sistemini Parçalarken Yakalandı
Bir yıldızın can çekişmesi, gezegen sistemini o kadar şiddetli bir şekilde bozmuştur ki, geride beyaz cüce adı verilen ölü yıldız, sistemin hem iç hem de dış erişim noktalarından enkazı sifonlamaktadır. Bu, gökbilimcilerin, gezegenlerin bileşenleri olan hem kayalık-metalik hem de buzlu malzemeyi tüketen bir beyaz cüce yıldız gözlemledikleri ilk zamandır.
NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu ve diğer NASA gözlemevlerinden elde edilen arşiv verileri, bu kozmik yamyamlık vakasını teşhis etmek için gerekliydi. Bulgular, evrimleşmiş gezegen sistemlerinin şiddetli doğasını tanımlamaya yardımcı olur ve gökbilimcilere yeni oluşan sistemlerin yapısı hakkında bilgi verebilir.
Bulgular, yakındaki beyaz cüce yıldız G238-44’ün atmosferi tarafından yakalanan materyalin analizine dayanıyor. Beyaz cüce, Güneşimiz gibi bir yıldızın dış katmanlarını attıktan ve nükleer füzyon yoluyla yakıt yakmayı bıraktıktan sonra geriye kalan kısmıdır. Baş araştırmacı ve yakın zamanda California Üniversitesi, Los Angeles (UCLA) lisans mezunu olan Ted Johnson, “Bu tür nesnelerin her ikisinin aynı anda bir beyaz cüce üzerine toplandığını hiç görmemiştik” dedi. “Bu beyaz cüceleri inceleyerek, hâlâ bozulmamış olan gezegen sistemlerini daha iyi anlamayı umuyoruz.”
G238-44 gezegen sisteminin bu resimli diyagramı, yıkımının izini sürüyor. Küçük beyaz cüce yıldız, aksiyonun merkezinde. Beyaz cücenin üzerine düşen parçalanmış cisim parçalarından çok zayıf bir yığılma diski oluşur. Kalan asteroitler ve gezegen gövdeleri, yıldızı çevreleyen bir malzeme rezervuarı oluşturur. Daha büyük gaz devi gezegenler sistemde hala var olabilir. Çok daha uzakta, kuyruklu yıldızlar gibi nihayetinde ölü yıldızı da besleyen buzlu cisimlerden oluşan bir kuşak var. Kredi: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Bulgular ayrıca merak uyandırıyor çünkü küçük buzlu nesneler güneş sistemimizdeki kuru, kayalık gezegenlere çarpmak ve onları “sulamak” için kullanılıyor. Milyarlarca yıl önce kuyruklu yıldızların ve asteroitlerin Dünya’ya su getirdiği ve bildiğimiz gibi yaşam için gerekli koşulları ateşlediği düşünülüyor. Johnson, beyaz cücenin üzerine yağmur yağdığı tespit edilen cesetlerin yapısının, gezegen sistemleri arasında buzlu rezervuarların yaygın olabileceğini ima ettiğini söyledi.
UCLA profesörü ve yazarlarından Benjamin Zuckerman, “Bildiğimiz yaşam, karbon, nitrojen ve oksijen gibi çeşitli elementlerle kaplı kayalık bir gezegen gerektiriyor” dedi. “Bu beyaz cücede gördüğümüz elementlerin bolluğu, hem kayalık hem de uçucu açısından zengin bir ebeveyn gövdesi gerektiriyor gibi görünüyor – yüzlerce beyaz cüce üzerinde yaptığımız çalışmalarda bulduğumuz ilk örnek.”
Yıkım derbisi
Gezegen sistemi evrimi teorileri, kırmızı dev bir yıldız ile beyaz cüce evreleri arasındaki geçişi kaotik bir süreç olarak tanımlar. Yıldız dış katmanlarını hızla kaybeder ve gezegenlerinin yörüngeleri çarpıcı biçimde değişir. Asteroitler ve cüce gezegenler gibi küçük nesneler dev gezegenlere çok yaklaşabilir ve yıldıza doğru düşebilir. Bu çalışma, beyaz cüce evresinin başlangıcından sonraki 100 milyon yıl içinde, yıldızın asteroit kuşağı ve Kuiper kuşağı benzeri bölgelerinden eşzamanlı olarak malzeme yakalayıp tüketebildiğini göstererek, bu şiddetli kaotik evrenin gerçek ölçeğini doğrulamaktadır.
Bu çalışmada beyaz cüce tarafından nihayetinde yutulan tahmini toplam kütle, bir asteroitin veya küçük ayın kütlesinden fazla olmayabilir. Beyaz cücenin tükettiği en az iki cismin varlığı doğrudan ölçülemese de, birinin bir asteroit gibi metal açısından zengin olması ve diğerinin Kuiper kuşağındaki güneş sistemimizin kenarında bulunana benzer buzlu bir cisim olması muhtemeldir. .
Gökbilimciler 5.000’den fazla ötegezegeyi kataloglamış olsalar da, iç yapısı hakkında doğrudan bilgi sahibi olduğumuz tek gezegen Dünya’dır. Beyaz cüce yamyamlığı, gezegenleri parçalara ayırmak ve yıldızın etrafında ilk oluştuklarında neyden yapıldığını görmek için eşsiz bir fırsat sunuyor.
Ekip, diğer elementlerin yanı sıra nitrojen, oksijen, magnezyum, silikon ve demirin varlığını ölçtü. Çok yüksek miktarda demirin tespiti, Dünya gibi karasal gezegenlerin metalik çekirdeklerinin kanıtıdır. Venüs, Mars, ve Merkür. Beklenmedik derecede yüksek nitrojen bolluğu, buzlu cisimlerin varlığı sonucuna varmalarına neden oldu. Johnson, “Verilerimiz için en uygun olanı, Merkür benzeri malzeme ile buz ve tozdan oluşan kuyruklu yıldız benzeri malzemenin neredeyse ikiye bir karışımıydı” dedi. “Demir metali ve nitrojen buzunun her biri, gezegen oluşumu için çılgınca farklı koşullar önerir. Her ikisinden de bu kadar çok bilinen bir güneş sistemi nesnesi yok.”
Bir Gezegen Sisteminin Ölümü
Güneşimiz gibi bir yıldız, yaşamının sonlarında şişmiş bir kırmızı deve dönüştüğünde, dış katmanlarını şişirerek kütle kaybedecektir. Bunun bir sonucu, kalan büyük gezegenler tarafından asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve aylar gibi küçük nesnelerin yerçekimsel saçılması olabilir. Bir arcade oyunundaki langırt gibi, hayatta kalan nesneler oldukça eksantrik yörüngelere atılabilir.
“Kırmızı dev evresinden sonra kalan beyaz cüce yıldız, kompakttır – Dünya’dan daha büyük değildir. Asi gezegenler sonunda yıldıza çok yaklaşır ve onları parçalayan güçlü gelgit kuvvetleri yaşar ve sonunda beyaz cücenin yüzeyine düşen gazlı ve tozlu bir disk oluşturur,” diye açıkladı Johnson.
Araştırmacılar, bundan 5 milyar yıl sonra, Güneş’in evrimi için nihai senaryoya bakıyorlar. Dünya, iç gezegenlerle birlikte tamamen buharlaşabilir. Ancak ana asteroit kuşağındaki birçok asteroitin yörüngeleri, yerçekimsel olarak bozulacaktır. Jüpiter ve sonunda kalan Güneş’in dönüşeceği beyaz cücenin üzerine düşecek.
UCLA, California Üniversitesi, San Diego ve Almanya’daki Kiel Üniversitesi’ndeki araştırma grubu, iki yılı aşkın bir süredir G238-44 olarak kataloglanan beyaz cüce yıldızında tespit edilen unsurları analiz ederek bu gizemi çözmeye çalışıyor. Analizleri, NASA’nın emekli olan Uzak Ultraviyole Spektroskopik Gezgini’nden (FUSE), Keck Gözlemevi’nin Hawaii’deki Yüksek Çözünürlüklü Echelle Spektrometresinden (HIRES) ve Hubble Uzay Teleskobu’nun Kozmik Köken Spektrografından (COS) ve Uzay Teleskobu Görüntüleme Spektrografından (STIS) gelen verileri içerir.
Takımın sonuçları, 15 Haziran 2022 Çarşamba günü Amerikan Astronomi Derneği (AAS) basın toplantısında sunuldu.
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA (Avrupa Uzay Ajansı) arasındaki uluslararası işbirliği projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble bilim operasyonlarını yürütüyor. STScI, Washington DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA adına işletilmektedir.