Gökbilimciler yıldız kümesindeki gezegen oluşturan diskler için ‘tehlikeli bölgeleri’ haritalandırıyor

Çoğu yıldız, çok büyük yıldızları içeren kümeler veya topluluklar adı verilen koleksiyonlarda oluşur. Bu dev yıldızlar, yeni gezegenler oluşturmak üzere bir araya gelme sürecindeki nispeten kırılgan toz ve gaz disklerini bozabilecek büyük miktarda yüksek enerjili radyasyon yayarlar.

Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, bir yıldız kümesindeki en güvenilmez yerlerden bazılarının nerede olabileceğini ve gezegenlerin oluşma şansının azaldığı yerleri göstermek için NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’ni ultraviyole, optik ve kızılötesi verilerle birlikte kullandı.

Gözlemlerin hedefi, güneşimize en yakın büyük yıldız kümesi olan ve yaklaşık 4.600 ışıkyılı uzaklıktaki Cygnus OB2 idi. Küme yüzlerce büyük yıldızın yanı sıra binlerce daha düşük kütleli yıldız içerir. Ekip, Cygnus OB2’nin farklı bölgelerine işaret eden uzun Chandra gözlemlerini kullandı ve ortaya çıkan görüntü seti daha sonra tek bir büyük görüntü halinde birleştirildi.

Derin Chandra gözlemleri, yıldızlar arasındaki dağınık X-ışını parıltısının haritasını çıkardı ve aynı zamanda kümedeki genç yıldızların bir envanterini de sağladı. Bu envanter, kümedeki genç yıldızların en iyi sayımını oluşturmak için optik ve kızılötesi verileri kullanan diğer envanterlerle birleştirildi.

Bu yeni kompozit görüntüde Chandra verileri (mor), Cygnus OB2’deki dağınık X-ışını emisyonunu ve genç yıldızları gösteriyor ve NASA’nın artık kullanımdan kaldırılan Spitzer Uzay Teleskobu’ndan alınan kızılötesi veriler (kırmızı, yeşil, mavi ve camgöbeği) genç yıldızları ortaya çıkarıyor ve bölge genelinde daha soğuk toz ve gaz.

Bu kalabalık yıldız ortamlarında, yıldızlar ve gezegenler tarafından üretilen bol miktarda yüksek enerjili radyasyon mevcuttur. X ışınları ve yoğun ultraviyole ışık birlikte, gezegen diskleri ve oluşum sürecindeki sistemler üzerinde yıkıcı bir etkiye sahip olabilir.

Yıldızların etrafında gezegen oluşturan diskler zamanla doğal olarak kaybolur. Diskin bir kısmı yıldızın üzerine düşüyor, bir kısmı da yıldızdan gelen X-ışını ve ultraviyole radyasyonla ısınıyor ve rüzgarda buharlaşıyor. “Fotobuharlaşma” olarak bilinen ikinci süreç, diskin kaybolmasından önce ortalama büyüklükteki yıldızlarda genellikle 5 ila 10 milyon yıl sürer. En fazla X-ışını ve ultraviyole ışınımı üreten büyük kütleli yıldızlar yakınlardaysa bu süreç hızlandırılabilir.

Bu verileri kullanan araştırmacılar, yıldızların etrafındaki gezegen oluşturan disklerin, çok fazla yüksek enerjili radyasyon üreten büyük yıldızlara yakın olduklarında gerçekten çok daha hızlı yok olduklarına dair açık kanıtlar buldular. Ayrıca yıldızların birbirine daha yakın olduğu bölgelerde diskler daha hızlı kayboluyor.

Cygnus OB2’nin daha az yüksek enerjili radyasyona ve daha az sayıda yıldıza sahip bölgelerinde, diskli genç yıldızların oranı yaklaşık %40’tır. Daha yüksek enerjili radyasyona ve daha fazla yıldız sayısına sahip bölgeler için bu oran yaklaşık %18’dir. En güçlü etki, yani olası bir gezegen sistemi için olabilecek en kötü yer, kümedeki en büyük yıldızların yaklaşık 1,6 ışık yılı yakınındadır.

Aynı ekip tarafından yapılan ayrı bir çalışma, kümedeki yaygın X-ışını emisyonunun özelliklerini inceledi. Yüksek enerjili dağınık emisyonun, büyük yıldızlardan esen gaz rüzgarlarının birbiriyle çarpıştığı bölgelerden geldiğini buldular. Bu, gazın ısınmasına ve X ışınları üretmesine neden olur. Daha az enerjili emisyon muhtemelen kümedeki gazın kümeyi çevreleyen gazla çarpışmasından kaynaklanmaktadır.

Cygnus OB2’nin Chandra verilerini açıklayan iki ayrı makale mevcuttur. Mario Giuseppe Guarcello (Palermo, İtalya’daki Ulusal Astrofizik Enstitüsü) liderliğindeki gezegensel tehlike bölgeleri hakkındaki makale, göründü Kasım 2023 sayısında Astrofizik Dergisi Ek Serisi.

Juan Facundo Albacete-Colombo (Arjantin’deki Rio Negro Üniversitesi) liderliğindeki dağınık emisyon hakkındaki makale, yayınlandı aynı sayıda Astrofizik Dergisi Ek Serisi.