Beyaz Cücenin, Bir Gezegeni Şiddetle Parçaladığının İlk Doğrudan Kanıtına Ulaşıldı

Kara delikler açgözlü eğilimleriyle iyi bilinebilir, ancak etraflarındaki nesneleri yok eden tek gök cismi değiller. Yıllardır, beyaz cüce yıldızların da benzer özellikleri olduğuna dair kanıtlar birikiyordu.

Şimdi, ilk kez, gökbilimciler, bunun kesin kanıtlarına ulaştılar. İngiltere'deki Warwick Üniversitesi'nden astrofizikçi Tim Cunningham, “Nihayet yıldızın atmosferine giren materyali gördük” diyor. "Beyaz cüce atmosferinin ayrıntılı modellerine bağlı olmayan bir yığılma oranını ilk kez elde edebildik."

Beyaz cüceler, tıpkı nötron yıldızları ve kara delikler gibi, nükleer füzyon için yakıtları bittiğinde ana dizi yaşamlarının sonuna ulaşan yıldızların çökmüş çekirdekleridir. Onları farklı kılan şey kütleleridir: beyaz cüceler, Güneş'in kütlesinin sekiz katına kadar çıkan öncü yıldızların çekirdekleridir; nötron yıldızları ve kara delikler ise daha büyük kütleli yıldızlardandır.

Ömrünün sonunda ölmekte olan bir yıldız, dış malzemesinin çoğunu dışarı atmaktadır. Bununla birlikte, beyaz cücelerin yörüngesinde dönen ötegezegenler tespit edildi. Ve son yıllarda gökbilimciler, beyaz cücelerin de ötegezegenler biriktiriyor veya oluşturuyor olabileceğine dair işaretler buldular.

Bu ölü yıldızların atmosferlerinde demir, kalsiyum ve magnezyum gibi gerçekten şaşırtıcı elementlerin ipuçlarını gördük. Bunlar, beyaz cücenin yoğun iç kısmına batarak ortadan kaybolmaları gereken kadar ağırdır. Bu tür beyaz cüceler "kirli" olarak bilinir ve yıldızların ışığının spektroskopik analizine dayalı olarak yok edilen ötegezegenlerin incelenmesi, nekroplanetoloji olarak bilinir.

Cunningham, "Önceden, yığılma oranlarının ölçümleri spektroskopiyi kullanıyordu ve beyaz cüce modellerine bağlıydı," diye açıklıyor. "Bunlar, bir elementin atmosferden yıldıza ne kadar hızlı battığını hesaplayan ve size birikme hızı olarak atmosfere ne kadar düştüğünü söyleyen sayısal modellerdir. Daha sonra geriye doğru çalışabilir ve bir elementin ne kadar olduğunu hesaplayabilirsiniz.”

Bu yeni çalışma ise öncekilerden farklı. Ekip, beyaz cücenin atmosferindeki elementleri tespit etmek yerine, parçalanmış ötegezegenden yıldızla çarpışan materyal olarak yayılan yüksek enerjili ışıkları tespit etti.

Beyaz cüce veya kara delik gibi kompakt bir nesne başka bir nesneyi bir araya getirir. İlk olarak, yörüngedeki cisim gelgitle bozulur yani, ölü yıldıza çok yaklaştıkça yerçekimi stresleri nesneyi parçalara ayırır. Daha sonra, yörüngedeki bu malzeme akışı, uzun süreli bir toplama olayı için bir diskten yıldıza toplanır.

Ölü ötegezegenden gelen malzeme yıldıza yeterince yüksek bir oranda çarptığında, 100.000 ila 1 milyon Kelvin arasındaki sıcaklıklara kadar ısıtılmış bir plazma şoku üretir. Bu daha sonra beyaz cücenin yüzeyine yerleşir ve soğuyarak X-ışınları yayar.

Cunningham ve ekibi, 57 ışık yılı uzaklıkta bulunan G 29-38 adlı kirli bir beyaz cüceyi incelemek için biriken kara deliklerden ve nötron yıldızlarından gelen X-ışınlarını tespit etmek için kullanılan Chandra X-Işını Gözlemevi'ni kullandı. Sadece 600 milyon yıl önce çöktüğü için nispeten genç olduğu düşünülüyor; önceki çalışmalar ayrıca beyaz cücenin bir enkaz diski ile çevrili olduğunu ve atmosferinde ağır elementler bulunduğunu ileri sürüyor.

Chandra ile araştırmacılar G 29-38'i gökyüzündeki diğer X-ışını kaynaklarından izole edebildiler. Yeterince kesin olarak, toplanma tarafından üretilen X-ışını sinyalini buldular. Sonuç nihayet beyaz cücelerin gerçekten de oldukça şiddetli nesneler olduğunu doğruluyor ve astronomlara bu büyüleyici etkileşimleri araştırmak için yeni bir araç sunuyor.

Cunningham, "Bu sonuçla ilgili gerçekten heyecan verici olan şey, farklı bir dalga boyunda, X-ışınlarında çalışıyoruz ve bu, tamamen farklı bir fizik türünü araştırmamıza izin veriyor" diyor.

Bu tespit, beyaz cücelerin şu anda eski gezegen sistemlerinin kalıntılarını biriktirdiğinin ilk doğrudan kanıtını sağlıyor.

Araştırma Nature'da yayınlandı.