Ölü yıldızın yaşanabilir bölgesinde ilk kez gözlemlenen gezegen cisimleri

UCL araştırmacıları tarafından yürütülen yeni bir araştırmaya göre, beyaz bir cüce yıldızın yakınında yörüngede dönen, su ve yaşamın var olabileceği “yaşanabilir bölgede” yakındaki bir gezegene işaret eden, ay boyutunda yapılarla dolu bir gezegen enkaz halkası gözlemlendi.

Beyaz cüceler, tüm hidrojen yakıtlarını yakan yıldızların parıldayan közleridir. Güneş de dahil olmak üzere neredeyse tüm yıldızlar sonunda beyaz cüce olacak, ancak gezegen sistemleri hakkında çok az şey biliniyor.

Dergide yayınlanan çalışmada Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleriuluslararası bir araştırma ekibi, yer ve uzay tabanlı teleskoplardan gelen verileri kullanarak Samanyolu’ndaki WD1054-226 olarak bilinen beyaz bir cüceden gelen ışığı ölçtü.

Şaşırtıcı bir şekilde, her 25 saatte bir yıldızın etrafında dönen, eşit aralıklarla yerleştirilmiş 65 gezegensel enkaz bulutuna karşılık gelen belirgin ışık düşüşleri buldular. Araştırmacılar, geçiş yapılarının kesin düzenliliğinin – yıldızın ışığını her 23 dakikada bir karartmasının – yakındaki bir gezegen tarafından böylesine kesin bir düzende tutulduklarını gösterdiği sonucuna vardılar.

Baş yazar Profesör Jay Farihi (UCL Fizik ve Astronomi) şunları söyledi: “Gökbilimciler ilk kez bir beyaz cücenin yaşanabilir bölgesinde herhangi bir gezegen cismi tespit ettiler.

“Gözlemlediğimiz ay boyutundaki yapılar, katı, küresel cisimlerden ziyade düzensiz ve tozlu (örneğin kuyruklu yıldız gibi). Her 23 dakikada bir yıldızın önünden geçen mutlak düzenlilikleri, şu anda açıklayamadığımız bir gizem.

“Heyecan verici bir olasılık, bu cisimlerin yakındaki bir gezegenin yerçekimi etkisi nedeniyle böylesine eşit aralıklı bir yörünge düzeninde tutulmasıdır. Bu etki olmadan, sürtünme ve çarpışmalar yapıların dağılmasına neden olur ve gözlemlenen kesin düzenliliği kaybeder. Bu ‘çoban’ için bir emsal, Neptün ve Satürn’ün etrafındaki uyduların yerçekimsel çekiminin, bu gezegenlerin yörüngesinde dönen istikrarlı halka yapıları oluşturmaya yardımcı olma şeklidir.

“Yaşanabilir bölgede bir gezegenin olma olasılığı heyecan verici ve bir o kadar da beklenmedik; biz bunu beklemiyorduk. Ancak, bir gezegenin varlığını doğrulamak için daha fazla kanıta ihtiyaç olduğunu akılda tutmak önemlidir. Gezegeni gözlemleyemiyoruz. doğrudan bu nedenle, bilgisayar modellerini yıldızın ve yörüngedeki enkazın daha ileri gözlemleriyle karşılaştırarak doğrulama gelebilir.”

Beyaz cücenin etrafındaki bu yörüngenin, yaşamının dev yıldız evresinde temizlenmiş olması ve dolayısıyla potansiyel olarak su ve dolayısıyla yaşam barındırabilecek herhangi bir gezegenin yeni bir gelişme olması bekleniyor. Bölge, geleceğe en az bir milyar yıl dahil olmak üzere en az iki milyar yıl boyunca yaşanabilir olacaktır.

Tüm yıldızların %95’inden fazlası sonunda beyaz cüce olacak. İstisnalar, patlayan ve kara delikler veya nötron yıldızları haline gelen en büyük yıldızlardır.

Profesör Farihi şunları ekledi: “Güneşimiz birkaç milyar yıl içinde beyaz cüce olacağından, çalışmamız kendi güneş sistemimizin geleceğine dair bir fikir veriyor.”

Yıldızlar hidrojenlerini tüketmeye başladığında genişler ve soğuyarak kırmızı devler haline gelirler. Güneş bu aşamaya dört ila beş milyar yıl içinde girerek Merkür, Venüs ve muhtemelen Dünya’yı yutacak. Dış malzeme yavaşça uçup gittiğinde ve hidrojen tükendiğinde, yıldızın sıcak çekirdeği kalır ve milyarlarca yıl boyunca yavaşça soğur – bu, yıldızın beyaz cüce evresidir.

Beyaz cücelerin yörüngesinde dönen gezegenler, yıldızlar anakol yıldızlarından (Güneş gibi) çok daha sönük olduğundan, gökbilimcilerin tespit etmesi zor. Şimdiye kadar, gökbilimciler beyaz bir cücenin yörüngesinde dönen bir gaz devinin (Jüpiter gibi) yalnızca geçici kanıtlarını buldular.

Yeni çalışma için araştırmacılar, 117 ışıkyılı uzaklıkta bir beyaz cüce olan WD1054–226’yı gözlemlediler ve La’daki ESO 3.5m Yeni Teknoloji Teleskobu’na (NTT) sabitlenmiş ULTRACAM yüksek hızlı kamerayı kullanarak 18 gece boyunca ışığındaki değişiklikleri kaydettiler. Şili’deki Silla Gözlemevi. Araştırmacılar, ışıktaki değişiklikleri daha iyi yorumlamak için NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite’den (TESS) gelen verilere de baktılar ve bu da araştırmacıların gezegen yapılarının 25 saatlik bir yörüngeye sahip olduğunu doğrulamasını sağladı.

WD1054-226’dan gelen ışığın, önünden geçen devasa malzeme bulutları tarafından her zaman bir şekilde gizlendiğini ve yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegensel enkaz halkasını akla getirdiğini buldular.

Bazen Goldilocks bölgesi olarak adlandırılan yaşanabilir bölge, sıcaklığın teorik olarak bir gezegenin yüzeyinde sıvı suyun bulunmasına izin verdiği alandır. Güneş gibi bir yıldızla karşılaştırıldığında, beyaz cücenin yaşanabilir bölgesi daha küçük ve yıldıza daha yakın olacaktır, çünkü beyaz cüceler daha az ışık ve dolayısıyla ısı verir.

Çalışmada gözlemlenen yapılar, kırmızı bir dev iken yıldız tarafından sarılmış olacak bir alanda yörüngede dönüyor, bu nedenle, yıldızın doğumundan ve gezegen sisteminden kurtulmak yerine, nispeten yakın zamanda oluşmuş veya gelmiş olmaları muhtemeldir.