Yakındaki bir yıldız olan V889 Herculis, yaklaşık 40 derecelik bir enlemde en hızlı şekilde döner. Bu alışılmadık dönüş profili, yerleşik yıldız modellerine meydan okur. Kaynak: Jani Närhi, Helsinki Üniversitesi
Helsinki Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, V889 Herculis yıldızının Güneş’ten farklı bir şekilde döndüğünü keşfettiler.
Güneş ekvatorunda en hızlı dönerken, V889 Herculis yaklaşık 40 derecelik bir enlemde en hızlı döner. Bu benzersiz bulgu, bilim insanlarının Güneş gibi yıldızların, özellikle güneş lekeleri ve güneş patlamaları gibi yüzey aktivitesi açısından nasıl işlediğine dair karmaşıklıkları daha iyi anlamalarına yardımcı olur.
V889 Herculis’te Olağandışı Yıldız Dönmesi Gözlemlendi
Güneş ekvatorda en hızlı döner ve dönüş hızı daha yüksek enlemlerde yavaşlar, kutup bölgelerinde en yavaş hale gelir. Ancak Herkül takımyıldızında yaklaşık 115 ışık yılı uzaklıkta bulunan Güneş benzeri bir yıldız olan V889 Herculis, yaklaşık 40 derecelik bir enlemde en hızlı dönerken, hem ekvator hem de kutup bölgeleri daha yavaş döner.
Benzer bir dönme profili başka hiçbir yıldız için gözlemlenmemiştir. Sonuç şaşırtıcıdır çünkü yıldız dönmesi iyi anlaşılmış temel bir fiziksel parametre olarak kabul edilmiştir ancak böyle bir dönme profili bilgisayar simülasyonlarında bile öngörülmemiştir.
“Yıllardır Helsinki Üniversitesi’nde incelenen bilindik bir yıldızın verilerine yeni geliştirilen bir istatistiksel teknik uyguladık. Yıldız dönüşünde böyle anormallikler görmeyi beklemiyorduk. V889 Herculis’in dönüş profilindeki anormallikler, yıldız dinamikleri ve manyetik dinamolar hakkındaki anlayışımızın yetersiz olduğunu gösteriyor,” diye açıklıyor araştırmayı koordine eden araştırmacı Mikko Tuomi
Bir plazma topunun dinamikleri
Hedef yıldız V889 Herculis, genç bir Güneş’e çok benziyor ve Güneş’in tarihi ve evrimi hakkında bir hikaye anlatıyor. Tuomi, örneğin Güneş yüzeyindeki lekeler ve patlamalar gibi aktivite kaynaklı fenomenleri tahmin etmek için yıldız astrofiziğini anlamanın çok önemli olduğunu vurguluyor.
Yıldızlar, maddenin bir durumda olduğu küresel yapılardır. plazmayüklü parçacıklardan oluşur. Çekirdeklerindeki nükleer reaksiyonlarda üretilen basınç ile kendi kütle çekimleri arasında bir dengede asılı duran dinamik nesnelerdir. Birçok gezegenin aksine katı yüzeyleri yoktur.
Yıldız dönüşü tüm enlemler için sabit değildir – diferansiyel dönüş olarak bilinen bir etki. Sıcak plazmanın konveksiyon adı verilen bir olguyla yıldızın yüzeyine yükselmesinden kaynaklanır ve bu da yerel dönüş hızı üzerinde bir etkiye sahiptir. Bunun nedeni açısal momentumun korunması gerektiği ve konveksiyonun ekvatora yakın dönme eksenine dik, kutuplara yakın eksene paralel gerçekleşmesidir.
Ancak yıldız kütlesi, yaşı, kimyasal bileşimi, dönme periyodu ve manyetik alanı gibi pek çok etken dönme üzerinde etkili olup, farklı dönme profillerinde değişimlere yol açmaktadır.
Dönme profilini belirlemek için istatistiksel bir yöntem
Araştırmaya katılan astronomi doçenti Thomas Hackman, Güneş’in dönme profilinin incelenebildiği tek yıldız olduğunu söylüyor.
“Yıldızların farklı dönüşü, yıldızların manyetik aktivitesi üzerinde etkisi olan çok önemli bir faktördür. Geliştirdiğimiz yöntem, diğer yıldızların iç işleyişine yeni bir pencere açıyor.”
Helsinki Üniversitesi Parçacık Fiziği ve Astrofizik Bölümü’ndeki gökbilimciler, uzun tabanlı parlaklık gözlemlerine yeni bir istatistiksel modelleme uygulayarak iki yakın genç yıldızın dönme profilini belirlediler. Gözlemlerdeki periyodik değişimleri, farklı enlemlerdeki belirgin nokta hareketindeki farklılıkları hesaba katarak modellediler. Nokta hareketi daha sonra yıldızların dönme profilini tahmin etmeyi mümkün kıldı.
Hedef yıldızlardan ikincisi olan Hydra takımyıldızındaki LQ Hydrae’nin ise katı bir cisim gibi döndüğü bulundu; dönüş ekvatordan kutuplara doğru değişmeden kalmış gibi görünüyordu; bu da farkların çok küçük olduğunu gösteriyor.
Fairborn Gözlemevi’nden Gözlemler
Araştırmacılar sonuçlarını Fairborn gözlemevindeki hedef yıldızların gözlemlerine dayandırıyorlar. Yıldızların parlaklıkları yaklaşık 30 yıldır robotik teleskoplarla izleniyor ve bu da yıldızların uzun bir zaman dilimindeki davranışlarına dair içgörüler sağlıyor.
Tuomi, Fairborne gözlem kampanyasına liderlik eden ABD’deki Tennessee Üniversitesi’nden kıdemli astronom Gregory Henry’nin çalışmalarını takdir ediyor.
“Greg’in projesi, uzun yıllardır yakın yıldızların davranışlarını anlamak için son derece değerli olmuştur. İster motivasyon genç, aktif yıldızların dönüşünü ve özelliklerini incelemek, ister gezegenleri olan yıldızların doğasını anlamak olsun, Fairborn Gözlemevi’nden gelen gözlemler kesinlikle çok önemli olmuştur. Büyük uzay tabanlı gözlemevlerinin çağında bile, küçük 40 cm’lik yer tabanlı teleskoplarla yıldız astrofiziği hakkında temel bilgiler elde edebilmemiz şaşırtıcıdır.”
Hedef yıldızlar V889 Herculis ve LQ Hydrae, her ikisi de birçok bakımdan genç Güneş’e benzeyen yaklaşık 50 milyon yıllık yıldızlardır. Her ikisi de çok hızlı döner ve dönüş periyotları yalnızca bir buçuk gündür. Bu nedenle, uzun temelli parlaklık gözlemleri birçok dönüş döngüsü içerir. Yıldızlar hedef olarak seçildi çünkü onlarca yıldır gözlemleniyorlar ve ikisi de Helsinki Üniversitesi’nde aktif olarak inceleniyor.
Referans: “Yer tabanlı fotometriden elde edilen en büyük nokta istatistiklerine dayalı yıldız diferansiyel dönüşünün karakterizasyonu” Mikko Tuomi, J. Jyri Lehtinen, W. Gregory Henry ve Thomas Hackman, 26 Temmuz 2024, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202449861
