Yaşlı Yıldızların Anahtarı Düşük Sodyum Diyetinde

NGC 6752

Gökbilimciler Güneş gibi yıldızların yaşamlarının sonuna yaklaştıklarında atmosferlerinin çoğunu uzaya püskürtmelerini beklemektedir. Ancak ESO’nun Çok Büyük Teleskopu ile yeni yapılan dev bir yıldız kümesi gözlemlerine göre — tüm beklentilere rağmen — gözlenen çoğu yıldız yaşamları süresince bu evreye ulaşmamış. Uluslararası gözlem ekibinin bulgularına göre, yıldızlarda bulunan sodyum miktarı, yıldızın yaşamının nasıl son bulacağını gösteren mükemmel bir belirleyici olabilir.




Yıllardır yıldız evriminin ve bu evrimin son aşamalarının çok iyi bilindiği düşünülüyordu. Kütleleri Güneş’e yakın yıldızlara ait detaylı bilgisayar modelleri bu tür yıldızların yaşamlarının sonunda bir döneme girdiklerini tahmin ediyor. Bu döneme asimtotik dev kolu ya da AGB [1] adı veriliyor. Bu sırada yıldız çekirdeğindeki nükleer yanma aşamasının sonuna gelerek dış kısmındaki yıldız maddesinin çoğunu gaz ve toz olarak uzaya saçıyor.

Bu atılan madde [2]yeni nesil yıldızları oluşturur ve bu kütle kaybı ile yeniden doğuş döngüsü Evrenin kimyasal evrimini açılamak için hayati önemdedir. Bu süreçte ayrıca gezegenlerin oluşması için gerekli olan maddeler de sağlanmış olur — ve tabi ki de organik yaşamın içeriklerini.

Ancak Avustralyalı yıldız teorisi uzmanı Simon Campbell (Monash Üniversitesi Astrofizik Merkezi, Melbourne) eski makaleleri tarayarak umut verici öneriler buldu, buna göre bazı yıldızlar bir şekilde kuralları takip etmeyerek AGB aşamasını tümüyle geçebilmektedir. Şöyle anlatıyor:

“Bir yıldız modeli bilimcisi için bu öneri biraz çılgınca! Modellerimize göre tüm yıldızlar AGB aşamasından geçiyor. Tüm eski çalışmaları iki kez kontrol ettim ancak bunun tam anlamıyla araştırılmadığını buldum. Ve bunu az miktarda gözlemsel deneyimim olsa da kendi kendime yapmaya karar verdim.”

Campbell ve ekibi ESO’nun Çok Büyük Teleskopu’nu güney gökküresi takımyıldızlarından Tavuskuşu doğrultusunda bulunan NGC 6752 küresel yıldız kümesindeki yıldızlardan gelen ışığı çok dikkatli bir şekilde incelemek için kullandılar. Bu çok miktarda eski yıldız içeren küme, hem ilk nesil hem de daha sonra oluşan ikinci nesil yıldızları içermektedir [3]. İki nesil arasındaki fark içerdikleri sodyum miktarından anlaşılabiliyor — bu ise yüksek-kaliteli VLT verileri kullanılarak ölçülebiliyor.

“VLT üzerindeki çoklu-nesne yüksek-çözünürlüklü tayfçekeri FLAMES, 130 yıldızdan alınacak gerçekten yüksek-kaliteli verileri sağlayabilecek tek aygıttı. Ve küresel kümenin geniş bir kısmını tek seferde gözlememize imkan verdi” diye ekliyor Campbell.

Sonuçlar şaşırtıcıydı — araştırmadaki birinci nesil tüm AGB yıldızları az miktarda sodyuma sahiptiler ve sodyum miktarı daha yüksek olan ikinci nesil yıldızlardan hiçbiri AGB aşamasında değildi. Yıldızların % 70 kadarı kütle kaybı aşaması ve nihai çekirdek yanması sürecinde değillerdi [4] [5].

“Görünen o ki yıldızların yaşamlarının sonunda AGB aşamasına ulaşmaları için düşük-sodyum “diyetine” ihtiyaçları var. Bu gözlem birçok nedenle önemli oldu. Bu yıldızlar küresel kümelerdeki en parlak yıldızlardır — parlak yıldızların miktarı teorinin tahmininden % 70 kadar daha düşük çıkıyor. Bu ayrıca bilgisayar modellerimizin yetersiz ve düzeltilmesi gerektiği anlamına geliyor!” diye sonlandırıyor Campbell.

Araştırma ekibi benzer sonuçların diğer yıldız kümelerinde de alınacağını tahmin ediyor ve gelecek gözlemler bu noktada planlanıyor.

Notlar

[1] AGB yıldızları bu isimlerini Hertzsprung Russell diyagramındaki konumları nedeniyle almaktadırlar. Bu diyagram yıldızların renkleri ile parlaklıklarını karşılaştırmaktadır.

[2] Kısa bir zaman süresince bu atılan madde yıldızdan gelen güçlü mor-ötesi radyasyon ile aydınlatılmakta ve bir gezegenimsi bulutsu meydana getirmektedir (bakınız eso1317).

[3] Küresel kümelerdeki tüm yıldızlar aynı zamanda meydana gelmiş olsalar da, şimdiki görüşe göre bu sistemler düşünüldüğü kadar basit değiller. Bunlar genellikle karbon, azot — ve bu çalışmadaki kritik konumu nedeniyle önemli olan — sodyum gibi hafif kimyasal elementlerden farklı miktarlarda içeren iki ya da üç yıldız nesli içermektedirler.

[4] AGB aşamasını atlayan yıldızların doğrudan helyum beyaz cüce yıldızına dönüştükleri ve milyarlarca yıl içerisinde zamanla soğudukları düşünülüyor.

[5] Farklı davranışın tek nedeninin sodyum olduğu düşünülmüyor, ancak altında yatan nedene güçlü bir şekilde bağlı olmalı — ki o halen bilinmiyor.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma Nature dergisinin 29 Mayıs 2013 tarihli sayısında Simon Campbell ve arkadaşlarınca kaleme alınan “Sodium content as a predictor of the advanced evolution of globular cluster stars” başlıklı bir makale olarak yayınlanmıştır. Araştırma ekibinde Simon W. Campbell (Monash Üniversitesi, Melbourne, Avustralya), Valentina D’Orazi (Macquarie Üniversitesi, Sidney, Avustralya; Monash Üniversitesity), David Yong (Avustralya Ulusal Üniversitesi, Canberra, Avustralya [ANU]), Thomas N. Constantino (Monash Üniversitesi), John C. Lattanzio (Monash Üniversitesi), Richard J. Stancliffe (ANU; Bonn Üniversitesi, Almanya), George C. Angelou (Monash Üniversitesi), Elizabeth C. Wylie-de Boer (ANU), ve Frank Grundahl (Aarhus Üniversitesi, Danimarka) yer almaktadır.