SPHERE gezegenimsi bulutsu oluşumunun ilk aşamalarını gözler önüne serdi
ESO’nun Çok Büyük Teleskopu tarafından şimdiye kadar alınan en keskin görüntülerden biriyle ilk kez yaşlanmakta olan bir yıldızın kelebek-benzeri gezegenimsi bulutsuya hayat vermesi görüntülendi. Yeni kurulan SPHERE aygıtının ZIMPOL modülü ile alınan kırmızı dev yıldız L2 Puppis’a ait bu gözlemlerde ayrıca yakın bir yoldaş yıldızın izine rastlandı. Yaşamlarının son aşamalarındaki yıldızlar gökbilimciler için birçok bilmece içeriyor, ve karmaşık kum saati benzeri şekilleriyle bu tür çift-kutuplu bulutsuların kökenini daha ilginç hale getiriyor.
Yaklaşık 200 ışık-yılı uzaklığı ile L2 Puppis Yeryüzü’ne en yakın ve yaşamının son aşamalarında olduğu bilinen kırmızı dev yıldızlardan biridir. SPHERE’in ZIMPOL modülü ile görünür ışıkta gerçekleştirilen yeni gözlemlerde aşırı uyarlamalı optik yöntemi kullanıldı ve görüntüler geleneksel uyarlamalı optik yöntemlerine göre çok daha düzgün görüntülerin elde edilmesini ve sönük nesneler ile parlak ışık kaynağına yakın yapıların daha ayrıntılı bir şekilde görülebilmesini sağladı. Bu modülün kullanıldığı ve bu türden bir yıldızın en ayrıntılı gözlemlerini içeren sonuçlar ilk kez yayınlandı.
ZIMPOL ile NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu’ndan üç kat daha keskin görüntüler elde edilebiliyor, ve yeni gözlemler L2 Puppis’in etrafındaki tozu oldukça detaylı bir şekilde gösteriyor [1]. NACO aygıtı ile daha önce elde edilen gözlem bulgularına göre Yeryüzü’nden tam olarak yandan görülen tozun bir disk içerisinde toplandığı ancak daha ayrıntılı olarak görüntülendiği doğrulandı. ZIMPOL ile elde edilen kutuplanma bilgileri sayesinde araştırma ekibi toz yapılarının üç boyutlu bir modelini de üretmeyi başardı [2].
Gökbilimciler toz diskinin yıldızın 900 milyon kilometre ötesinde başladığını buldu — Güneş ile Jüpiter arasındaki mesafenin biraz üstünde — dışarıya doğru ışıma yapan diskin yıldızı çevreleyen simetrik, huni benzeri bir şekil meydana getirdiği keşfedildi. Ekip ayrıca L2 Puppis’in 300 milyon kilometre ötesinde başka bir ışık kaynağı da gözledi — Yer-Güneş arasındaki mesafenin iki katı. Oldukça yakın olan bu yoldaşın benzer kütlede ancak daha genç olan başka bir kırmızı dev yıldız olduğu düşünülüyor.
Yavaşça ölmekte olan bir yıldızı çevreleyen çok miktarda tozla birlikte yoldaş bir yıldızın varlığı çift kutuplu bir gezegenimsi bulutsuyu meydana getirmesi beklenen sistem türüne tam olarak uyuyor. Bu göksel kelebeğin meydana gelmesi için üç bileşenin de var olması gerektiği görülüyor.
Araştırmayı yürüten Pierre Kervella şunları söylüyor: “Çift kutuplu gezegenimsi bulutsular modern astrofiziğin büyük klasik problemlerinden biridir, özellikle yıldızlar için değerli olan metal yüklerin uzaya tam olarak nasıl tekrar atıldığı — bu aşamada oldukça önemli çünkü, bu maddeler daha sonraki gezegen sistemlerinin yapımında kullanılacaklar.”
L’ Puppis’in parıldayan diskine ilave olarak, ekip diske dik bir şekilde dışarıya doğru yükselmekte olan iki koni maddesi buldu. Daha da önemlisi bu koniler içerisinde iki adet uzun ve yavaşça kıvrımlı hale gelen gaz sütunları bulundu. Bu sütunların oluşma noktasından, ekip L2 Puppis’ten kaynaklanan madde ile yoldaş yıldızın rüzgar ve ışınım basıncının etkileşime girdiğini düşünüyor, diğer olasılıklar ise iki yıldızdan çıkan yıldız rüzgarlarının çarpışması ya da yoldaş yıldızın etrafındaki bir enkaz diski olabileceği sonucunu çıkarıyorlar.
Daha anlaşılması gereken çok şey olsa da, çift kutuplu gezegenimsi bulutsular için öne çıkan iki teori bulunuyor ve her ikisi de bir çift yıldız sisteminin varlığına dayanıyor [3]. Yeni gözlemler L2 Puppis etrafında her iki işlemin de gerçekleştiğini ve böylece yıldız çiftinin büyük olasılıkla bir kelebeğin doğmasına neden olacağını gösteriyor.
Pierre Kervella son olarak şunları söylüyor: “L2 Puppis etrafındaki yoldaş yıldızla birlikte sadece birkaç yılda, yoldaşın kırmızı devin diskini nasıl şekillendirdiğini görmeyi bekliyoruz. Yıldızın etrafındaki toz özelliklerinin evriminin gerçek zamanlı olarak takip edilebilmesi mümkün olabilir — oldukça nadir ve heyecan verici bir ihtimal.”
Notlar
[1] SPHERE/ZIMPOL kırınımı-sınırlanan görüntülerle yoğun uyarlamalı optik yöntemini kullanarak atmosfer yokluğunda teleskopun teorik limitlerini zorlamaya önceki uyarlamalı optik aygıtlarından daha da yakınlaşmıştır. Yoğun uyarlamalı optik sayesinde parlak bir yıldıza yakın çok daha sönük nesneler görünür hale getiriliyor. Bu görüntüler ayrıca görünür ışıkta da alınıyor — yakın-kırmızı-ötesi bölgesinden daha kısa dalgaboylarında, ki burada daha önceki uyarlamalı optik görüntüleme yöntemi gerçekleştiriliyordu. Bu iki faktör bir araya geldiğinde daha önce VLT ile alınan görüntülerden daha keskin sonuçlar elde edildi. Hatta VLTI ile elde edilen uzaysal çözünürlüğün üstüne çıkıldı, ancak girişimölçer görüntüleri doğrudan elde edememektedir.
[2] Diskte bulunan toz yıldız ışığını Yeryüzü doğrultusunda oldukça etkin bir şekilde dağıtıyor ve kutuplaştırıyordu, bu, ekibin ZIMPOL ve NACO verileri ile RADMC-3D ışınım aktarım modeli aracına dayanan disk modelini kullanarak zarfın üç boyutlu haritasını oluşturmak için gereken bir özelliktir. Modelde toz için verilen parametreler kullanılarak içinden geçen fotonların davranışları araştırılmaktadır.
[3] İlk teoriye göre ölmekte olan birincil yıldızın yıldız rüzgarı ile üretilen toz, yıldız rüzgarları ve yoldaş yıldızdan kaynaklanan ışınım basıncı ile yıldız etrafında halka-benzeri bir yörüngeye hapsedilmiştir. Ana yıldızdan kaynaklanan kütle kaybı durumunda, madde disk tarafından tünellenen ya da paralel hale getirilen madde şeklinde dışarıya doğru hareket ederek diske dik iki karşıt sütun boyunca ilerlemektedir.
İkinci durumda ise ölmekte olan yıldızdan dışarıya atılan madde yakın yoldaş tarafından yığılmaya uğramakta ve bir yığılma diski ile güçlü jet çiftleri oluşturmaya başlamaktadır. Geride kalan madde ise ölen yıldızın yıldız rüzgarı ile dışarıya itilerek normal tekil bir yıldız sisteminde görülecek türden gaz ve tozdan oluşan bir bulut tabakası meydana getirmektedir. Yoldaş yıldızın yeni oluşturduğu çitf yönlü jetler ölen yıldızın rüzgarlarından çok daha hızlı hareket ederek çevreleyen toz tabası içerisinde ikiz boşluklar oluşturmakta ve çift kutuplu gezegenimsi bulutsunun kendine özel görünümünü ortaya çıkarmaktadır.
ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin)
