Yamyamlaştırılmış yıldızları bulmanın püf noktasını öğrenmek

Georgia Eyaleti Yüksek Açısal Çözünürlüklü Astronomi Merkezi’ndeki (CHARA) güçlü teleskoplarla çalışan bilim insanları, yörüngedeki yoldaş yıldızlardan gelen gazın çoğunu tükettiğinden şüphelenilen bir grup yıldız üzerinde yapılan araştırmayı tamamladı. Bu hassas ölçümler, yamyamlaşmış yıldızların zayıf parıltısını doğrudan tespit etti.

Doktora Sonrası Araştırma Görevlisi Robert Klement tarafından yürütülen yeni araştırma, yayınlanan içinde Astrofizik Dergisi. Çalışma, hızlı dönen büyük yıldızların etrafında dönen soyulmuş cüce altı yıldızların yeni yörüngelerini tanımlayarak, yakın ikili yıldızların yaşam yörüngesine dair yeni bir anlayışa yol açıyor.

Mount Wilson, Kaliforniya’daki CHARA Dizisi’ndeki meslektaşlarıyla birlikte çalışan Klement, yüksek güçlü teleskopları nispeten yakınlardaki B emisyonlu çizgi yıldızlarından oluşan bir koleksiyona veya kısaca “Yıldız olun”a hedefledi. Bunlar, yörüngede alışılmadık yoldaşları barındırdığı düşünülen, hızla dönen yıldızlardır.

Be yıldızları muhtemelen yakın yıldız çiftleri arasındaki yoğun etkileşimlerden oluşuyor. Gökbilimciler birçok yıldızın bu tür çiftler halinde oluştuğunu buluyor; bu eğilim özellikle güneşimizden daha büyük yıldızlar arasında geçerli. Küçük ayrılıkları olan çiftler, yaşlandıkça boyutları büyüdükçe ve ayrılıklarına benzer bir boyuta ulaşabildikleri için çalkantılı bir kaderle karşı karşıya kalırlar.

Bu gerçekleştiğinde, büyüyen yıldızdan gelen gaz, çiftin arasındaki boşluğu geçebilir, böylece yoldaş, aktarılan gaz akışından faydalanabilir. Bu yamyamlaştırma süreci sonunda kütlesel donör yıldızın neredeyse tüm gazının soyulması ve eski nükleer yanan merkezinin küçük sıcak çekirdeğinin geride bırakılmasıyla sonuçlanacaktır.

Gökbilimciler, kütle aktarım akışının yoldaş yıldızın dönmesine ve çok hızlı bir rotator haline gelmesine neden olduğunu tahmin etti. En hızlı dönen yıldızlardan bazıları Be yıldızları olarak bulunur. Yıldızlar o kadar hızlı dönüyor ki, gazlarının bir kısmı ekvator bölgelerinden fırlatılarak yörüngede bir gaz halkası oluşturuyor.

Şimdiye kadar, yakın ikili çiftlerin yaşamındaki bu tahmin edilen aşama gökbilimcilerin gözünden kaçmıştı çünkü yıldızların aralıkları geleneksel teleskoplarla görülemeyecek kadar küçüktü ve soyulmuş yıldız cesetleri parlak arkadaşlarının parıltısında gizlenmişti. Ancak Georgia Eyaleti’nin CHARA Dizisi teleskopları araştırmacılara soyulmuş yıldızları bulma olanağı sundu.

CHARA Dizisi, Wilson Dağı’nın zirvesine yayılmış altı teleskopu kullanarak 330 metre çapında devasa tek bir teleskop gibi hareket ediyor. Bu, gökbilimcilere yıldız çiftlerinin ışığını çok küçük açısal kaymalarla bile ayırma yeteneği verir. Klement ayrıca Birleşik Krallık’taki Michigan Üniversitesi ve Exeter Üniversitesi’nde üretilen ve birbirine yakın hem çok parlak hem de çok sönük nesnelerin ışık sinyalini kaydedebilen MIRC-X ve MYSTIC kameraları da kullandı.

Araştırmacılar, Be yıldızlarının kütle aktarımı yoluyla döndürülüp döndürülmediğini ve yörüngede dönen soyulmuş yıldızlara ev sahipliği yapıp yapmadığını belirlemek istediler. Klement, CHARA’da iki yıllık bir gözlem programına başladı ve çalışması kısa sürede meyvesini verdi. 37 Be yıldızının dokuzunda soyulmuş yoldaşların soluk ışığını keşfetti. Bu hedeflerden yedisine odaklandı ve yıldız cesedinin Be yıldızı etrafındaki yörünge hareketini takip edebildi.

Klement, “Yörüngeler önemlidir çünkü yıldız çiftlerinin kütlelerini belirlememize olanak tanırlar” dedi. “Kütle ölçümlerimiz, soyulmuş yıldızların hemen hemen her şeyi kaybettiğini gösteriyor. HR2142 yıldızı örneğinde, soyulmuş yıldız muhtemelen Güneş’in kütlesinin 10 katından yaklaşık bir güneş kütlesine inmiştir.”

Her Be yıldızının etrafında soyulmuş yıldızlar tespit edilmedi ve araştırmacılar, bu vakaların bazılarında cesedin, CHARA Dizisi ile bile tespit edilemeyecek kadar sönük, küçük bir beyaz cüce yıldıza dönüştüğüne inanıyor. Diğer durumlarda, etkileşim o kadar yoğundu ki yıldızlar birleşerek hızla dönen tek bir yıldız haline gelmiş olabilir.

Klement şu anda Avrupa Güney Gözlemevi’nin Şili’deki Çok Büyük Teleskop Girişim Ölçerini kullanarak yörüngedeki soyulmuş yıldızları güney gökyüzündeki Be yıldızlarına kadar genişletiyor.

Aynı zamanda Çin’deki Yunnan Gözlemevi’nde Luqian Wang ile birlikte, soyulmuş yoldaşların soluk ışığını tespit etmek için NASA Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanarak araştırma yapıyor. Bu cesetler sıcak olduğundan yalnızca Hubble Uzay Teleskobu ile gözlemlenebilen morötesi dalga boylarında nispeten daha parlaktırlar.

CHARA Dizisini destekleyen Ulusal Bilim Vakfı Astronomi Bilimleri Bölümü program direktörü Alison Peck, “Be yıldızlarının bu araştırması ve dokuz sönük yoldaş yıldızın keşfi, CHARA’nın gücünü gerçekten gösteriyor” dedi. “Dizinin olağanüstü açısal çözünürlüğünü ve yüksek dinamik aralığını kullanmak, yıldız oluşumu ve evrimi hakkında daha önce cevaplanması mümkün olmayan soruları yanıtlamamıza olanak tanıyor.”

CHARA Dizisi yöneticisi Douglas Gies, araştırmanın nihayet yakın yıldız çiftlerinin yaşamlarında önemli bir gizli aşamayı ortaya çıkardığını söyledi.

Gies, “Be yıldızlarının CHARA Dizisi araştırması, bu yıldızların kütle aktarımı yoluyla toptan bir dönüşüm yoluyla yaratıldığını doğrudan ortaya çıkardı” dedi. “Yıldızların soyulması sonucunu doğuran yıldız ziyafetinin sonucunu şimdi ilk kez görüyoruz.”