Bilim insanları parlak yıldızların gizli yoldaşlarını tespit etti

Parlak yıldızlara yakın soluk nesnelerin fotoğrafını çekmek inanılmaz derecede zordur. Ancak bilim insanları ESA’nın Gaia uzay teleskopundan elde edilen verileri ESO’nun yerdeki GRAVITY aygıtıyla birleştirerek tam da bunu başardılar. Sekiz parlak yıldızın şimdiye kadar görülmemiş sönük yoldaşlarının ilk fotoğraflarını çektiler. Bu teknik, ev sahibi yıldızlarına yakın yörüngede dönen gezegenlerin görüntülerini yakalamanın heyecan verici olasılığının kilidini açıyor.

Hiç parlak bir sokak lambasının yanında bir ateş böceğinin fotoğrafını çekmeyi denediniz mi? Fotoğrafınızda muhtemelen yalnızca lamba direğinin parlamasını göreceksiniz. Bu, parlak bir yıldızın yanındaki sönük, küçük yıldızları veya gezegenleri kovalayan gökbilimcilerin karşılaştığı sorunun aynısıdır.

Sorunu çözmek için, Avrupa Güney Gözlemevi’nden (ESO) bilim adamı Thomas Winterhalder liderliğindeki uluslararası bir gökbilimci ekibi, Gaia tarafından hazırlanan ve bir yoldaşı olduğundan şüphelenilen yüz binlerce yıldızın listelendiği kataloğu araştırmaya başladı.

Her ne kadar eşlik eden nesneler Gaia tarafından doğrudan görülebilecek kadar parlak olmasa da onların varlığı, daha parlak yıldızların yollarında yalnızca Gaia’nın ölçebileceği küçük yalpalamalara yol açıyor.

Ekip, Gaia’nın yıldız yörüngeleri kataloğunda, Şili’deki Cerro Paranal’da bulunan ESO’nun Çok Büyük Teleskopu’nda bulunan gelişmiş yakın kızılötesi girişimölçer GRAVITY tarafından hedef alınacak sekiz yıldız belirledi. GRAVITY, interferometri adı verilen bir teknikle soluk nesnelerdeki küçük ayrıntıları yakalamak için farklı teleskoplardan gelen kızılötesi ışığı birleştirir. Araştırma yayınlanan dergide Astronomi ve Astrofizik.

İkramiye

GRAVITY’nin benzersiz keskin ve hassas gözü sayesinde ekip, tahmin edilen sekiz yoldaşın tamamının ışık sinyalini yakaladı; bunlardan yedisi daha önce bilinmiyordu. Yoldaşlardan üçü çok küçük ve soluk yıldızlar, diğer beşi ise kahverengi cüceler. Bunlar, gezegenler ve yıldızlar arasında yer alan gök cisimleridir: en ağır gezegenlerden daha büyük, ancak en hafif yıldızlardan daha hafif ve sönüktür.

Bu çalışmada görülen kahverengi cücelerden biri, ev sahibi yıldızın yörüngesinde, Güneş’ten Dünya ile aynı uzaklıkta bulunuyor. İlk kez, ev sahibi yıldızına bu kadar yakın bir kahverengi cüce doğrudan yakalanabiliyor.

Thomas, “Yörüngesi parlak ev sahibine çok yakın olduğunda bile soluk bir yoldaşın görüntüsünü yakalamanın mümkün olduğunu gösterdik” diye açıklıyor. “Bu başarı, Gaia ve GRAVITY arasındaki dikkate değer sinerjiyi vurgulamaktadır. Yalnızca Gaia, bir yıldız ve ‘gizli’ bir arkadaşı barındıran bu kadar sıkı sistemleri tanımlayabilir ve daha sonra GRAVITY, daha küçük ve sönük nesneyi benzeri görülmemiş bir doğrulukla görüntülemeyi devralabilir.”

Daha önceki bir çalışmada gökbilimciler, dev bir gaz ötegezegeninin görüntüsünü yakalamak için Gaia verilerini ve farklı bir yer tabanlı gözlemevini kullandılar. Bu gezegen, ev sahibi yıldızının etrafında Dünya’nın güneşten yaklaşık 17 katı uzaklıkta dönüyor ve gökyüzünde GRAVITY tarafından bu yeni sonuçta görüntülenen yoldaşların tipik ayrımından çok daha geniş bir açı çiziyor.

Gaia gözlemlerinden elde edilen küçük yoldaşlar tipik olarak birkaç düzine miliyaysaniyelik küçük ayrılma açılarında yer alır; bu, yaklaşık 100 km mesafeden bakıldığında bir Euro’luk madeni paranın boyutu kadardır.

Thomas şöyle devam ediyor: “Gözlemlerimizde Gaia verileri bir tür yol gösterici görevi görüyor.” “Gökyüzünün GRAVITY ile görebildiğimiz kısmı çok küçük, bu yüzden nereye bakacağımızı bilmemiz gerekiyor. Gaia’nın yıldızların hareketlerine ve konumlarına ilişkin benzersiz hassas ölçümleri, aletimizi gökyüzünde doğru yöne yönlendirmek için çok önemli. “

Rüya takımı

Gaia ve GRAVITY’nin tamamlayıcılığı, takip gözlemlerini planlamak ve tespitleri mümkün kılmak için Gaia’nın verilerini kullanmanın ötesine geçiyor. Bilim insanları, iki veri setini birleştirerek, tek tek gök cisimlerini ayrı ayrı ‘tartmayı’ başardılar ve ev sahibi yıldızın ve ilgili yoldaşın kütlesini birbirinden ayırabildiler.

GRAVITY ayrıca kızılötesinde çeşitli dalga boyları boyunca eşlik eden yıldız ile ev sahibi yıldız arasındaki kontrastı da ölçtü. Kütle tahminleriyle birleştirilen bu bilgi, ekibin yoldaşların yaşını değerlendirmesine olanak sağladı.

Şaşırtıcı bir şekilde, kahverengi cücelerden ikisinin, boyutları ve yaşları göz önüne alındığında beklenilenden daha az parlak olduğu ortaya çıktı. Bunun olası bir açıklaması cücelerin daha da küçük bir yoldaşa sahip olmaları olabilir.

Dış gezegenler için avcılık

Gaia-GRAVITY topluluğunun gücünü kanıtlayan bilim insanları, şimdi Gaia kataloğunda listelenen yıldızların potansiyel gezegen yoldaşlarının izini sürmeyi sabırsızlıkla bekliyorlar.

“Gökyüzündeki yakın çiftlerin küçük hareketlerini ayırt etme yeteneği, Gaia misyonuna özgüdür. Dördüncü veri sürümünün (DR4) bir parçası olarak kullanıma sunulacak bir sonraki katalog, daha da zengin bir veri koleksiyonu içerecektir. Potansiyel olarak daha küçük yoldaşlara sahip yıldızlar” diyor ESA’nın Gaia bilim insanı Johannes Sahlmann.

“Bu sonuç galaksimizdeki gezegen arayışında yeni bir çığır açıyor ve bize yeni uzak dünyalara dair kısa bakışlar vaat ediyor.”