30 Mayıs 2011

Bir Yıldız Yaşının Hesabı

1 milyar yıl yaşındaki NGC 6811 yıldız kümesi. (Anthony Ayiomamitis)

Pek çok film yıldızı iyi bir bakımla yaşlarını saklamayı başarır. Yıldızlar için de aynı şey geçerli mi? Güneş gibi yıldızlar ise hayatlarının çok büyük bir kısmında neredeyse aynı görünür. Bir yıldız 10 milyar yıl boyunca bunu nasıl başarabiliyor? Gökbilimciler bu ilginç sorunun yanıtı peşinde ve epeyce de yol kat ettiler. Çözüm yıldızın spin denilen dönme momentumunda saklı.

Harvard Smithsonian Merkezi’nden gökbilimci Soren Meibom: “Bir yıldızın dönüşü masa üzerinde dönen bir cismin giderek yavaşlamasında olduğu gibi giderek yavaşlar. Bu bilgi onun yaşını ortaya çıkaran bir saat gibi kullanılır” diyor. Meibom bulgularını Amerikan Astronomi Derneği’nin 218 nolu toplantısında sundu.

Bir yıldızın yaşını bilmek gökbilim çalışmaları için ve özellikle de gezegen avcıları için oldukça önemlidir. NASA’ın Kepler uzay aracı 2009 yılında göreve başlamasından bu yana uzaktaki yıldızların çevresinde dolanan –şimdilik- 2000 dolayında gezegen adayı belirledi. Bu ise gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlamak açısından gökbilimcilerin elinde çok sayıda veri bulunuyor demek oluyor.

“Sonuçta uzak bir yerlerde uzaylı yaşamının olup olmadığını anlamamız için yıldızın ve dolayısıyla da gezegenin yaşını bilmemiz gerekiyor. Yaşlı bir gezegende yaşamın gerçekleşmesi için süre yeterlidir. Yıldızlar ve gezegenler aynı anda oluştuklarından bir yıldızın yaşını bilirsek ona bağlı olan gezegenin yaşını da biliriz” diyor.

Bir yıldızın yaşını en kolay öğrenme yollarından biri içindeki yıldızların hemen hemen aynı oluştuğu yüzlerce yıldız barındıran kümelerdir. Gökbilimcilerin onların renkleri ve parlaklıklarını ölçerek kümenin yaşını ortaya çıkarır. Ancak bu teknik sadece kümeler için kullanılabilir. Herhangi bir kümeye bağlı olmayan yıldızın (gezegen sistemleri olan tüm yıldızlar için geçerli bir durum) yaşını belirlemek daha zordur.

Kepler Uzay Teleskopu’nun yeteneklerini kullanan Meibom ve ekibi, NGC 6811 adlı 1 milyar yıl yaşındaki kümeye ait yıldızların dönme hızlarını ölçmeyi başardı. Bu çalışmayla küçük kümelere ilişkin yapılan önceki çalışmalarda bulunan değeri neredeyse iki katına çıkardı. Bunun bir yıldızın spin oranını ve yaşını ortaya çıkardığını da belirtelim.

Ressam gözüyle yıldızın önünden geçiş yapan bir gezegen. (David A. Aguilar (CfA))

Eğer küme içindeki yıldızların dönüşü ve yaşı arasındaki ilişki kurulabilirse bu bir yıldıza da jiroskop örneği gibi uygulanabilir.

Ekip işe yaşları bilinen kümelerdeki yıldızlarla başladı. Küme yıldızlarının spinini ölçerek yaşlarını elde etmeye çalıştılar. Farklı yaşlardaki kümelerdeki yıldızların spinlerinin de farklı olması gerekiyordu. Bunun ardından bunu tek bir yıldıza uygulamaya karar verdiler.

Bir yıldızın spin değerini ölçmek ise yüzeyindeki lekelerden (güneş lekesi gibi) kaynaklanan parlaklık değişimlerine bağlıdır. Bu noktalar -bize göre- yıldızın önüne geçtiğinde parlaklığını azaltır. Nokta arka tarafa yöneldiğinde parlaklık tekrar artar. Bu parlaklık değişiminin süresi yıldızın dönüş süresini ve hızını verir.

Bir yıldızdaki noktalara bağlı parlaklık azalması ise yıldızın ve noktaların büyüklüğüne bağlı olarak yüzde birkaç ya da daha küçük oranda gerçekleşir. Bu nedenle Dünya’dan yıldızların bu kadar küçük parlaklık değişimlerini ölçmek atmosfer nedeniyle imkansızdır. Ancak imdada Kepler uzay aracı yetişir. Kepler için bu sorun değildir. Kepler yıldızın önünden geçiş yapan gezegenleri -yıldızın parlaklığında azalma gerçekleştiği için- bulmak amacıyla üretildi.

Meibom ve ekibi yaş-spin ilişkisini anlamak için NGC 6811’i hedef seçti. Özenle bu kümeyi dört yıl boyunca gözlediler. Bunun için Güney Arizona’da Hopkins Dağı’ndaki MMT Teleskopu’nu kullanarak bir çırpıda 40 ve dört yılda toplam 7000 yıldız gözlemi gerçekleştirdiler. Yıldızların hızlarını ve spinlerini ölçebilmek için de Kepler verileri kullanıldı.

Ekip yıldızların dönüş sürelerini 1 ile 11 gün (sıcak ve büyük kütleli yıldızlar daha hızlı döner) arasında değiştiğini gözledi. Karşılaştırma açısından Güneş’in dönüş süresi ise 30 gün olduğunu hatırlatalım. Bundan önemlisi çok az bir hatayla dönme hızı ile kütle arasında sağlam bir ilişki kuruldu. Bu sonuç jiroskopoloji  ile yıldızların yaşlarını öğrenmenin doğru sonuçlar vereceğini söyleyen ümit verici bir yöntem olduğunu gösteriyor.

Ekip şimdi yaşlı yıldız kümeleri üzerinde de aynı çalışmayı tekrarlamak istiyor. Yaşlı yıldızlar daha yavaş döner ve üzerinde daha az ve küçük lekeler bulunur. Bu da ölçümlerin daha hassas yapılması demek. Ancak yöntemin test edilebilmesi için bu gerekli.

“Bu çalışma Güneş benzeri yıldızlara da uygulanabilir. Böylece Güneş Sistemi dışındaki gezegen keşiflerinde önemli bir pay sahibi olabilir” diyor Meibom.

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics


Düşünceniz

XHTML: Bu kodlardan yararlanabilirsiniz.: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

%d blogcu bunu beğendi: