Yeni araştırmalar, bazı beyaz cücelerin soğumalarını neden durdurduğunu açıklığa kavuşturdu ve bu yıldızların içindeki kristal oluşumunun onların termal evrimini bozabileceğini ortaya çıkardı. Bu bulgu, yıldızların yaşlanma süreçlerine ilişkin anlayışı değiştiriyor ve gökbilimcilerin yıldızların yaşlarını nasıl belirlediklerini etkiliyor. Kredi bilgileri: SciTechDaily.com
Bilim adamları, bazı beyaz cücelerin iç kristal oluşumu nedeniyle soğumayı durdurduğunu keşfettiler, bu da yıldız yaşlanmasına ilişkin mevcut teorilere meydan okuyor ve yıldız yaşı tahmin yöntemlerini etkiliyor.
Bilim insanları, bazı beyaz cücelerin neden gizemli bir şekilde soğumayı bıraktığını ortaya çıkardı; bu da yıldızların gerçekte ne kadar yaşlı olduğu ve öldüklerinde onlara ne olacağı konusundaki fikirleri değiştirdi.
Beyaz cüce yıldızların evrensel olarak zamanla sürekli soğuyan ‘ölü yıldızlar’ olduğuna inanılıyor. Ancak 2019 yılındaki veriler Avrupa Uzay Ajansı(ESA’lar) Gaia uydu bir nüfus keşfetti Beyaz cüce Sekiz milyar yıldan fazla süredir soğumayı bırakan yıldızlar. Bu, bazı beyaz cücelerin, klasik ‘ölü yıldız’ resmiyle çelişen şekilde, önemli ölçüde fazladan enerji üretebileceğini ileri sürdü ve gökbilimciler başlangıçta bunun nasıl olabileceğinden emin değildi.
Yıldız Fiziğinde Çığır Açan Keşif
Yeni araştırma yayınlandı DoğaDr. Antoine Bédard liderliğinde Warwick Üniversitesi ve Victoria Üniversitesi’nden (Kanada) Dr. Simon Blouin, bu şaşırtıcı gözlemin ardındaki mekanizmayı açıklıyor.
Yıldızların %97’sinden fazlası Samanyolu sonunda beyaz cüceye dönüşecekler. Bilim insanları uzun süredir bu yıldızların yaşamlarının sonunda olduğunu düşünüyorlardı. Nükleer enerji kaynaklarını tükettikten sonra ısı üretmeyi bırakırlar ve yoğun hale gelinceye kadar soğurlar. plazma iç kısımlarında katı bir duruma donar ve yıldız içten dışa doğru katılaşır. Bu soğuma süreci milyarlarca yıl sürebilir.
Yeni araştırmaya göre bazı beyaz cücelerde iç kısımdaki yoğun plazma sadece içten dışa doğru donmuyor. Bunun yerine donma sırasında oluşan katı kristaller sıvıya göre daha az yoğundur ve bu nedenle yüzmek isterler. Kristaller yukarıya doğru süzülürken, daha ağır olan sıvıyı aşağıya doğru iterler. Daha ağır maddelerin yıldızın merkezine taşınması kütleçekim enerjisi açığa çıkarır ve bu enerji, yıldızın soğuma sürecini milyarlarca yıl boyunca kesintiye uğratmaya yeterlidir.
Kredi bilgileri: Warwick Üniversitesi
Warwick Üniversitesi’nden araştırma görevlisi Antione Bédard şunları söyledi: “Bu açıklama, olağandışı beyaz cüce popülasyonunun tüm gözlemsel özelliklerine uyuyor. Bu aktarım mekanizmasının herhangi bir yıldız türünde ilk kez gözlemlenmesi heyecan verici: Her gün yeni bir astrofiziksel fenomeni ortaya çıkarmıyoruz!”
Araştırmacıların bunun neden bazı yıldızlarda olup bazılarında gerçekleşmediğine dair bir hipotezi var. Victoria Üniversitesi Kanada Teorik Astrofizik Enstitüsü Ulusal Üyesi Simon Blouin şöyle açıkladı: “Fark muhtemelen yıldızın bileşiminden kaynaklanıyor. Bazı beyaz cüce yıldızlar iki farklı yıldızın birleşmesiyle oluşur. Bu yıldızlar beyaz cüceyi oluşturmak için çarpıştığında, yıldızın bileşimi, yüzen kristallerin oluşmasına izin verecek şekilde değişir.”
Yıldız Yaşı Değerlendirmesi için Çıkarımlar
Bu yeni keşif, yalnızca astronomi ders kitaplarının revize edilmesini gerektirmeyecek, aynı zamanda astronomların yıldız popülasyonlarının yaşını belirlemek için kullandıkları süreci de yeniden gözden geçirmelerini gerektirecek. Şu anda beyaz cüceler rutin olarak yaş göstergesi olarak kullanılıyor: Beyaz cüce ne kadar soğuksa o kadar yaşlı olduğu varsayılıyor. Ancak bazı beyaz cücelerde görülen soğumadaki ekstra gecikme nedeniyle, belirli bir sıcaklıktaki bazı yıldızlar önceden düşünülenden milyarlarca yıl daha yaşlı olabilir.
Bédard şunları ekledi: “Ortaya çıkardığımız taşıma mekanizması, bazı beyaz cücelerin milyarlarca yıl boyunca ‘normal’ yıldızlar kadar parlak olduğu anlamına geliyor. Bu, yaş belirlemeyi ve Galaksimizin oluşumunu yeniden inşa etmek için beyaz cüceleri kullanmamızı zorlaştırıyor.”
Referans: Antoine Bédard, Simon Blouin ve Sihao Cheng tarafından yazılan “Yüzen kristaller beyaz cüce yıldızların soğumasını durdurur”, 6 Mart 2024, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07102-y
Bu araştırma Kanada Ulusal Bilim ve Mühendislik Araştırma Konseyi (NSERC), Banting Doktora Sonrası Burs programı, Avrupa Araştırma Konseyi ve Kanada Teorik Astrofizik Enstitüsü (CITA) tarafından desteklenmiştir.
Araştırmanın üçüncü yazarı Dr. Sihao Cheng, ABD’nin New Jersey eyaletindeki Princeton kentindeki Institute for Advanced Study’de doktora sonrası üyesidir.