Kayan Yıldızlar, Beklediğinizden Çok Daha Farklı Görünüyor

Uzayda kayan yıldızlar, aynı zamanda hiper hız yıldızları olarak da bilinirler, o kadar hızlı seyahat ederler ki, ev galaksilerinin yerçekimi kuvvetinden kurtulabilirler.

Idan Ginsburg, Georgia Eyalet Üniversitesi'nde Fizik ve Astronomi alanında akademik öğretim üyesidir. Bu hikâye ilk olarak The Conversation'da yayınlandı.

"Senin ihtişamını kayan bir yıldız gibi görüyorum." Salisbury Kontu, Shakespeare'in “Richard II”sinde gelecek hakkında uzun uzun düşünürken böyle söylüyor.

İngiliz Rönesans’ı sırasında insanlar kayan yıldızların gökten düşen ışıklar ve felaketin habercisi olduğuna inanıyorlardı. Ancak 19. yüzyılın sonunda, bilim adamları gerçeğin çok daha sıradan olduğunu kanıtlamışlardı. Günümüzde yaygın olarak kayan veya düşen yıldızlar olarak adlandırılanlar, Dünya atmosferine girdiklerinde hızla yanan küçük kaya veya toz parçalarıdır.

Ancak doğanın size bir sürprizi var, kayan yıldızlar gerçekten var.

2005'ten 2014'e kadar, Fred Lawrence Whipple Gözlemevi'ndeki Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması ve teleskopları içeren bir gözlem programı, kendi gökadalarının çekiminden kaçabilecek kadar inanılmaz bir hızla hareket eden yeni bir yıldız sınıfını doğruladı.

Gökbilimciler, evrende saatte milyonlarca kilometre hızla seyahat eden bu gerçek kayan yıldızları (hiper hız yıldızları olarak adlandırılır) yeni anlamaya başlıyorlar.

Hiper hızlı yıldızların hikayesi, Los Alamos Ulusal Laboratuvarları'nda teorisyen olan Jack Gilbert Hills'in ilham aldığı bir fikre sahip olduğu 1988'de başlar: İkili bir yıldız sistemi, yani kütleçekimsel olarak birbirine bağlı ve yörüngede dönen iki yıldız olsaydı ortak bir kütle merkezi olurdu. Peki bu sistem, Samanyolu'nun merkezindeki devasa kara deliğin yakınında seyahat etseydi? Hills bu fikrinin üzerine, kara deliğin gelgit kuvvetinin ikili sistemi ikiye ayırabileceğini hesapladı.

İki buz patencisinin el ele tutuşup aniden bırakana kadar kendi etrafında döndüğünü hayal edin. İki patenci birbirinden uzağa uçacak. Benzer şekilde, ikili bir sistemdeki iki yıldız, bir kara delikle yakın bir karşılaşmayla birbirinden ayrıldığında, uçup gideceklerdir. Böyle bir karşılaşmada bir yıldız, galaksiden sapanla fırlatılmışçasına yüksek enerji kazanabilir.

Gökbilimciler artık hiper hızlı yıldızların bu şekilde ortaya çıktığını biliyorlar.

Fotoğraf: Bir hiper hızlı yıldız, HE 0437-5439, Samanyolu'nun merkezinden fırlatıldı ve galaksinin dışına tek yönlü bir yolculuk yapıyor.

Hills'in ileri görüşlü makalesinin yayınlanmasından sonra, astronomi topluluğu, hiperhızlı yıldızları, gözlemsel kanıtlar olmasa da ilgi çekici bir olasılık olarak gördü. Bu durumsa, 2005'te değişti. Arizona'daki MMT Gözlemevi'ni kullanan bir araştırma ekibi, Samanyolu'nun halesindeki yıldızları gözlemlerken çok beklenmedik bir şeyle karşılaştı. Yaklaşık 3,2 milyon km/saat hızla Samanyolu'ndan kaçan bir yıldız gözlemlediler. Bu, bilinen ilk hiper hız yıldızı olan HVS1'di.

Gözlemler hikâyenin bir kısmını anlatıyor. Ancak, yol arkadaşı hiper hız yıldızından ayrıldıktan sonra ne yapıyor gibi diğer soruları yanıtlamaya yardımcı olmak için araştırmacılar bilgisayar simülasyonuna başvurdular. Modeller, eski çiftteki diğer yıldızın, genellikle Dünya'nın Güneş'in yörüngesinde dönmesine benzer şekilde, kara deliğin yörüngesinde kaldığını tahmin ediyor.

Fotoğraf: Simülasyonlar, hiper hızlı yıldızlar da dahil olmak üzere yıldızların yörüngelerini ve yörüngelerini hesaplamak için fizik yasalarını kullanır.

Bu modelleme çabalarının bir başka heyecan verici sonucu, bazen iki yıldızın birbirine çarpabileceğinin keşfedilmesiydi. Bu olduğunda, yıldızlar çok büyük bir yıldızda birleşebilir.

Bu yıldızlardan birinin etrafında dönen bir gezegenin başına ne gelebileceğini merak ediyorsanız, araştırmacılar onu da modelledi. 2012'deki kısa bir makalede, galaksimizin merkezindeki kara deliğin, Samanyolu'ndaki gezegenleri ışık hızının yaklaşık %5'i kadar bir hızla fırlatabileceği gösterildi.

Bugün itibariyle, hiçbir hiper hız gezegeni tespit edilmedi, ancak yine de bu gelecekte karşılaşmayacağımız anlamına gelmiyor.

2013'te fırlatılan Gaia uzay aracından elde edilen verileri kullanarak, astronomi topluluğunun daha önce "hiper hız yıldızları" olarak kabul ettiği bazı yıldızların aslında Samanyolu galaksisine bağlı olduğu keşfedildi.

Bu keşif aslında iki kritik noktayı ortaya koyuyor. Birincisi, yıldızları yüksek hızlara çıkarmak için farklı mekanizmalar vardır. Bugün gökbilimciler binlerce hızlı yıldızı biliyorlar. Bununla birlikte, bir yıldızın hızlı hareket etmesi onu Samanyolu'ndan bağımsız bir hiper hızlı yıldız yapmaz. İkincisi, Samanyolu'ndan kaçan gerçek hiper hızlı yıldızlar, önceden düşünülenden daha nadir olabilir.

Fotoğraf: Gaia gibi hem yer hem de uzay tabanlı teleskoplardan elde edilen veriler, gökbilimcilerin her tür yüksek hızlı yıldız hakkında daha fazla bilgi edinmesine yardımcı olur.

Gerçek kayan yıldızların var olması son derece eğlenceli olmasının yanında aynı zamanda bilim için değerli. Yörüngelerini ve hızlarını incelemek, bugün bilimdeki en önemli sorulardan bazılarını yanıtlamaya yardımcı olabilir.

Örneğin, hiper hızlı yıldızlar, evrendeki karanlık maddenin doğası ve dağılımı hakkında ipuçları verebilir ve galaksinin merkezinde birden fazla kara delik olup olmadığını yanıtlamanın anahtarı olabilir.

Araştırmacılar, bu son derece hızlı yıldızların etrafındaki gezegenleri aramak için NASA'nın Transit Exoplanet Survey Satellite'ını kullanıyor. Bir hiper hızlı yıldızın etrafında bir gezegenin bile keşfi, gezegen oluşumu ve hayatta kalma fikirlerini sonsuza dek değiştirecektir.