Atacama Büyük Milimetre/Milimetre altı Dizgesi (ALMA) yardımıyla gökbilimciler yaşlı bir yıldız olan R Sculptoris (Yontar-Sculptor takımyıldızında bulunuyor) çevresindeki maddenin -beklenmedik bir şekilde- sarmal yapıda olduğunu keşfettiler. [1] [2] [3] Böylesi bir yapının ilk kez bir kırmızı dev çevresindeki dış kabukla birlikte olduğu keşfedildi. Aynı zamanda gökbilimciler ilk kez böyle bir sarmal yapının üç boyutlu görüntüsü hakkında bilgi edinebildiler. Bu garip şeklin nedeni ise, kırmızı devin yörüngesinde görünmeyen bir eşin oluşması şeklinde açıklandı. Bu da yıldızın önceden tek değil çift yıldız olduğu anlamına geliyor. [4] Gökbilimciler ayrıca kırmızı devin beklenenden daha fazla madde püskürttüğünü de belirledi.
Almanya’daki Bonn Üniversitesi, ESO ve Arlelander Astronomi Enstitüsü’nden çalışma ekibi başkanı Matthias Maercker: “Daha önce yıldız çevresinde bu tür kabukları görmüştüm, ancak ilk kez yıldızdan çıkan madde ile oluşan bu kabuğun sarmal bir yapıda olduğunu görüyorum” diyor.
R Sculptoris gibi kırmızı dev yıldızların püskürttüğü madde, gelecekte oluşacak yıldız ve gezegen sistemleri için gerekli ham maddeyi oluşturur.
ALMA, önceki milimetre altı gözlemlerini geride bırakan keşfe imza attı. Önceki gözlemlerde R Sculptoris çevresinde bir kabuk olduğu bulunmuş, ancak sarmal bir yapıda olduğu ve yıldızın bir eşi olduğu fark edilmemişti.
Çalışma ekibi üyesi İsveç Chalmers Teknik Üniversitesi’nden Wouter Vlemmings: “ALMA ile yıldıza baktığımızda henüz teleskopun antenlerinin yarısı takılmıştı. ALMA serisi 2013’te tamamlandığında neler görebileceğimizi hayal etmek güç, bu nedenle de heyecanlıyız” diyor.
Sekiz güneş kütlesindeki bir yıldız hayatının son döneminde büyüyerek kırmızı dev haline gelir ve kütlesinin büyük bir kısmını kaybeder. Kırmızı dev aşamasına geçen yıldız çekirdeği saran helyum kabuğunu kısa sürede yakar. Yıldız çevresindeki gaz ve toz kabuk oluşumuna neden olur ve yıldızın bu maddeyi ara ara püskürtmesiyle madde uzaya yayılır. Böylece yıldız kütle kaybeder ve olay tekrarlanır.
Termal püskürme adı verilen bu olay her 10 000 ile 50 000 yıl arasında gerçekleşir ve birkaç yüzyıl devam eder. R Sculptoris’in yeni gözlemleri son püskürmenin 1800 yıl önce oluştuğu ve yaklaşık 200 yüzyıl sürdüğünü gösteriyor. Yıldıza eşlik eden diğer yıldızın rüzgarının etkisi ile püsküren madde sarmal yapıya bürünüyor.
Maercker: “ALMA’nın gücünden yararlanarak kabuğun sarmal bir yapıya nasıl büründüğünü ve diğer yıldızın ve ısı etkisinin bundaki payını görebildik. Biz zaten ALMA’nın evreni yeni bir görüntü eşliğinde beklenmedik yeni keşifleri beraberinde getireceğini biliyorduk” diyor.
R Sculptoris çevresinde gözlenen maddenin yapısını tanımlamak ve gelişimini izlemek amacıyla gökbilimciler ayrıca ikili sistemin bir bilgisayar benzetimini (animasyon) oluşturdular [5]. Bu modeller ile ALMA’nın çok iyi gözlem yapmasını sağlanacak.
Çalışma ekibi üyesi Argelander Enstitüsü ve Güney Afrika Gökbilim Gözlemevi bilimcisi Shazrene Mohamed: “Kuramsal açıdan ALMA gözlemlerini açıklamak oldukça güç, ancak bilgisayar modelleri bizim doğru yolda olduğumuzu gösteriyor. ALMA bu yıldızların neler olduğu hakkında bize fikir veriyor ve Güneş’in birkaç milyar yıl sonra başına neler geleceğini kestirebiliyoruz” diyor.
“Yakın gelecekte ALMA bize R Sculptoris gibi yıldızların gözlemleri ile bu maddelerin Dünya gibi yerlere nasıl ulaştığını ve bunların oluştuğu hakkında bilgi verecek. Üstelik kendi yıldızını başına neler geleceğini iyi bir şekilde tahmin edebileceğiz” diyor.
Notlar
[1] R Sculptoris asimptotik dev dal yıldızlarına (AGB) bir örnektir. Bunlar 0,8 ve 8 güneş kütlesindeki yıldızların yaşamlarının son kısmındaki yıldızlardır. Kırmızı dev halindeki bu yıldızlar büyük kütle kaybına uğradıklarından değişken ve soğuk yıldızlardır. Bu yıldızlar yapısında, yanmış hidrojen ve helyum kabuğunun çevirdiği karbon ve oksijenden oluşmuş küçük bir çekirdekten oluşur. Güneş’in de sonu bir AGB yıldız olacaktır.
[2] AGB yıldızı saran kabuk gaz ve toz parçacıklarından oluşur. Bu toz tanecikleri kızılötesi milimetre dalga boyunda yaydıkları ısı nedeniyle fark edilir. AGB yıldızlarının oluşturduğu rüzgârın etkisiyle yayılan CO molekülü milimetre dalga boyunda belirlenerek yüksek çözünürlüklü haritalar elde edilir. Nesnelerin çevresindeki gaz bu gözlemlerle ortaya çıkarılır. ALMA’nın yüksek çözünürlüğü ile 0,1 arksaniyelik ayrıntılar ortaya çıkarılarak dorudan yoğunlaşmış tozlu bölge incelenip AGB yıldızının çevresindeki maddenin yapısı belirlenebilir.
[3] Kabuğu olmayan sarmal tozlu yapılar NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu ile de LL Pegasi’de görülmüştür. Ancak bu gözlemler ALMA gibi nesnenin üç boyutlu görüntüsünün oluşmasına olanak sağlamadı. Hubble ile toz, ALMA ile de molekül yayılımı incelenir.
[4] Böylesi garip şekilli gezegenimsi bulutsuların aslında ikinci bir yıldızın etkisiyle şekillendiği öne sürülmüştür. Orta ve düşük kütleli yıldızlar (0,8-8 güneş kütlesi) AGB aşamasından sonra gezegenimsi bulutsu oluşturarak yaşamlarını noktalar. AGB aşamasından sonra merkezdeki yıldızı saran parlak madde kalıntısı yine bu yıldızın yaydığı morötesi ışıma ile iyonlaşır. Gezegenimsi bulutsular çeşitli yapılarda olup oldukça karmaşıktırlar. Merkezdeki ikili yıldızın manyetik alanları şekillendirmesi gibi çeşitli mekanizmalar ürettikleri ileri sürülmektedir.
[5] Buradaki modelde küçük eş yıldızın yakınından geçerek sistemde yayılan ısının birincil AGB yıldızından oluştuğu belirlendi. Benzetimde iki yıldızın 60 gökbirimi (Dünya-Güneş uzaklığı 1 gökbirimidir) kadar uzaklaştığı görüldü. Yıldızların yörünge dönemi 350 yıl olarak hesaplandı.
