Kırmızı süperdev yıldızlar o kadar çok kabarır ve köpürür ki, gökyüzündeki konumları etrafta dans ediyormuş gibi görünür.

Bazı yıldızlar bizim onlara olan mesafeleri hesaplamamıza yetecek kadar uzun süre hareket etseydi, galaksimizin 3 boyutlu bir haritasını çıkarmak daha kolay olurdu. Bununla birlikte, kırmızı süperdevler, tam konumlarını belirlemeye gelince, bloktaki hareketli çocuklardır. Bunun nedeni, etrafta dans ediyor gibi görünmeleri, bu da uzaydaki yerlerini belirlemeyi zorlaştırıyor. Bu yalpalama, bu devasa eski yıldızların bir hatası değil, bir özelliği ve bilim adamları nedenini anlamak istiyor.

Bu nedenle, galaksideki diğer zorlu nesnelerde olduğu gibi, gökbilimciler nedenini anlamak için bilgisayar modellerine yöneldiler. Buna ek olarak, kırmızı süperdevlerin neden dans ediyor gibi göründüğünü anlamak için Gaia görev pozisyonu ölçümlerini kullanıyorlar.

Kırmızı süperdevleri anlama

Kırmızı süperdevlerin popülasyonunun birkaç ortak özelliği vardır. Bunlar, güneşin kütlesinin en az sekiz katı olan yıldızlardır – muazzamdırlar. Tipik bir güneş çapının en az 700 ila 1.000 katıdır. 3500 K’da, bu sıcaklıkları ölçmek zor olsa da, ~6000 K yıldızımızdan çok daha soğukturlar. Kızılötesi ışıkta süper parlaktırlar, ancak görünür ışıkta diğer yıldızlardan daha sönüktürler. Ayrıca (bazıları için) bu dans hareketiyle ilgili olabilecek parlaklıklarında da farklılık gösterirler. Birazdan bunun hakkında daha fazlası.

Güneş kırmızı bir süperdev olsaydı, Dünya etrafta olmazdı. Bunun nedeni, yıldızın atmosferinin Mars’a ulaşmış ve gezegenimizi yutmuş olmasıydı. Bu yıldız devlerinin en bilinen örnekleri Betelgeuse ve Antares’tir. Kırmızı süperdevler galaksinin her yerinde bulunur. Chi Persei adlı yakındaki bir kümede geceleri görebileceğiniz bir popülasyon var. İyi bilinen çift kümenin bir parçasıdır.

Kırmızı süperdevlerin yapısı

Yani, beklendiği gibi davranmayan ve kolay ölçüm yapmayan bir yıldız popülasyonumuz var. Nedenmiş? O kadar genişlediler ki, sonunda çok düşük bir yüzey yerçekimi elde ettiler. Bu nedenle, konvektif hücreleri (içeriden yüzeye ısı taşıyan yapılar) oldukça büyür. Bir hücre, yıldızın yarıçapının %20-30’unu kaplar. Bu aslında yıldızın parlaklığını “keser”.

Konveksiyon sadece ısıyı içeriden dışarıya taşımakla kalmaz, aynı zamanda yıldızın malzemeyi yakındaki boşluğa fırlatmasına da yardımcı olur. Ayrıca, küçük gaz ve plazma yığınlarından da bahsetmiyoruz. Kırmızı bir süperdev, uzaya güneşten bir milyar kat daha fazla kütle gönderebilir. Tüm bu hareketler yıldızın köpüklü görünmesini ve yüzeyinin çılgınca kaynar gibi görünmesini sağlar. Özünde, yıldızın konumunun gökyüzünde dans ediyormuş gibi görünmesini sağlar.

Şeylerin büyük düzeninde kırmızı süperdevler

Kırmızı süperdev malzeme, galaksilerin kimyasal “envanterinin” bir parçası haline gelir. Bu yıldızların yarattığı unsurlar, yeni yıldızlar ve dünyalar olmaya devam ediyor. Bu nedenle, bu yıldızların yaşamları boyunca kütlelerini nasıl kaybettiklerinin iyi anlaşılmasına yardımcı olur. Bunların hepsi Samanyolu’ndaki yıldız evrimini ve bunun kozmik çevre üzerindeki etkisini anlamanın bir parçası. Bu nedenle gökbilimciler, bu yaşlanan yıldızların uzaya savurduğu toplam kütlenin izini sürmek istiyorlar. Ayrıca yıldız rüzgar hızını ölçerler ve kırmızı bir süperdevi çevreleyen “yıldız maddesi” bulutunun geometrisini hesaplarlar.

Şimdi, bunun dans eylemiyle ne ilgisi var? Eh, konveksiyon hücrelerinin kaynaması ve yıldızın etrafında bir malzeme kabuğunun birikmesi, değişkenliğine katkıda bulunur. Yani zamanla parlaklığını etkiler.

Gökbilimcilerin bir yıldızın tam konumunu belirlemek için kullandıkları bir yol, onun “foto merkezini” kullanmaktır. Bu, yıldızın ışığının merkezidir. Yıldızın parlaklığı değişirse (herhangi bir nedenle), bu fotoğraf merkezi değişir. Barycenter ile eşleşmeyecek. (Bu, yıldız ile sisteminin geri kalanı arasındaki ortak ağırlık merkezidir. Uzaklık ölçümlerinin bir bileşenidir.) Özünde, yıldızın parlaklığı değiştikçe foto-merkez de değişir. Devasa konveksiyon hücrelerinin hareketiyle birleştiğinde, yıldız uzayda dans ediyormuş gibi görünür.

Dans mesafe tahminini değiştirir

Kırmızı süperdev “konum sorunu” Andrea Chiavassa’yı (Laboratoire Lagrange, Exzellenzcluster ORIGINS ve Max Planck Astrofizik Enstitüsü) cezbetti. O ve gökbilimci Rolf Kudritzki (Münih Gözlemevi Üniversitesi ve Hawai’i Enstitüsü) ve bir bilim ekibi, kaynayan yüzeylerin simülasyonlarını ve kırmızı süperdev parlaklığının değişkenliğini yarattı.

Chiavassa, “Sentetik haritalar, en büyük yapıların aylar hatta yıllar içinde geliştiği, daha küçük yapıların ise birkaç hafta içinde geliştiği son derece düzensiz yüzeyler gösteriyor” dedi. “Bu, yıldızın konumunun zamanın bir fonksiyonu olarak değişmesinin beklendiği anlamına geliyor.”

onların içinde Astronomi ve Astrofizik Ekip, modellerini Chi Persei’deki yıldızlarla karşılaştırdı. Bu küme Gaia uydusu tarafından ölçüldü, bu nedenle yıldızlarının çoğunun konumu çok kesin. Kırmızı süperdevler hariç hepsi. Kudritzki, “Kırmızı süperdevlerin konum belirsizliklerinin diğer yıldızlardan çok daha büyük olduğunu bulduk. Bu, yüzey yapılarının, hesaplamalarımızın öngördüğü gibi, zamanla önemli ölçüde değiştiğini doğruluyor.”

Gözlenebilir konumdaki bu değişiklik, kırmızı süperdevlerin değişen konumlarını anlamak için bir çözüm sağlar. Bu da, bu yıldızların çoğuna olan kesin mesafeleri ölçmede zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Mevcut model aynı zamanda bu nesnelerin evrimine dair ipuçları da veriyor. Ancak yıldızların dans etmesine neyin sebep olduğunu bilmek, onların uzaklıklarını hesaplarken bir çözüm yolu sunar. Gelecekteki modeller, gökbilimcilerin bu mesafeleri düzeltmelerine yardımcı olacak ve yaşlandıkça bu yıldızlara neler olduğuna dair daha fazla bilgi sağlayacaktır.