1400 ışıkyılı mesafedeki bir yıldızın yörüngesinde dönen gök cismi, Evren’de neyin mümkün olabileceğine ilişkin düşüncelerimizle ciddi biçimde çelişiyor. O, gezegenler ve yıldızlar arasında kalan boşluğu dolduran ilgi çekici cisimler kategorisinde olan kahverengi bir cüce. Aşırı sıcak konakçı yıldızına o denli yakın bir yörüngede dönüyor ki, ısısı 7 bin 730 santigrat dereceyi aşıyor. Bu ısı, molekülleri parçalara ayıracak ve atmosferini oluşturan maddeleri atomlarına dönüştürecek kadar sıcak.

Bu, sıcaklıkların nispeten ılık olduğu ve 5 bin 505 derece civarında seyrettiği Güneş’in yüzey sıcaklığından çok daha yüksek. Aslında, bu kahverengi cüce bir sıcaklık rekortmeni; şu ana dek türünün keşfedilen en sıcak üyesi. Kahverengi cüceler gezegenlere kıyasla daha sıcak olma eğilimi sergileseler de, en soğuk kırmızı cüce yıldızlardan daha soğuk bir ısıda yanarlar ve kendi iç füzyon motorlarında hiçbir şekilde Güneş’e eşdeğer sıcaklıklara ulaşamazlar.

KURALLARA MEYDAN OKUYOR

İsrail’de bulunan Weizmann Bilim Enstitüsü’nde görevli astrofizikçi Na’ama Hallakoun öncülüğünde çalışan uluslararası bir ekip, gök cismine ‘WD0032-317B’ ismini verdi. Yaptıkları keşif, Nature Astronomy dergisine kabul edilen ve ön baskı sunucusu arXiv adlı sitede yayınlanan bir makalede ayrıntılı biçimde paylaşıldı. Ekip, keşfin son derece sıcak ve devasa yıldızların çevresinde dönen Jüpiter benzeri gaz devlerine ne olduğunu anlamamıza yardımcı olabileceğini, ayrıca, yıldızların aktiviteleri ve dönme hızları gibi özellikleri nedeniyle gözlem yapmanın güç olduğunu belirtiyor.

Yıldızlarına yakın bir yörüngede yol alan gezegenler aşırı miktarda ultraviyole ışıkla parlar. Bu durum, atmosferlerinin buharlaşmasına ve barındırdıkları moleküllerin parçalanmasına, yani ‘termal ayrışma’ diye bilinen bir süreçte ayrışmasına yol açabilir. Ne var ki bu aşırı uçlardaki ortam hakkında pek bir bilgimiz yok. Aşırı parlak bir yıldıza bu kadar yakın bir yerde, yörüngede dönen bir ötegezegenden gelen sinyalleri yıldız aktivitesinden ayırmak güç olabilir.

Termal ayrışma söz konusu olduğunda, yeterince sıcak olan bir ötegezegenden haberdarız. Bu, ötegezegenin gündüz tarafını 4.327 santigrat dereceyi aşan sıcaklıklara dek ısıtan şey, mavi bir süper dev yıldızın etrafında dönen KELT-9b adlı gök cismi. Bu ısı, çoğu yıldızınkinden daha sıcak; yanı sıra, galakside en yaygın bulunan yıldızlar olan kırmızı cücelerin maksimum yüzey sıcaklığı yaklaşık 3727 derecedir.

Diğer yandan, bu aşırı sistemleri incelemenin yollarından biri, beyaz cüce yıldızlar barındıran ikili yıldız sistemlerinde bulunan kahverengi cüceler olabilir. Beyaz cüceler, ‘KELT-9’ gibi mavi süper devlerden çok, çok daha küçük ölçülerdedir; bu durum onları daha soğuk bir hale getirir ve aşırı sıcak herhangi bir eşlikçi nesneden yayılan sinyalin uzaya yayılması daha kolaydır.

NE YILDIZ NE DE GEZEGEN

Bir kahverengi cüce, tam anlamıyla bir gezegen değildir ama gerçek bir yıldız da değildir. Jüpiter’in kütlesinin yaklaşık 13 katı olan gezegen benzeri bir gök cismi, çekirdeğinde döteryum füzyonunu tetiklemek için yeterli basınç ve ısıyı barındırıyor olabilir. Ortaya çıkan şey ‘ağır’ bir hidrojen izotopudur; onun füzyonu için gereken sıcaklık ve basınç, yıldızların çekirdeklerinde yanan normal hidrojenin füzyona girmesi için gereken ısı ve basınçtan çok daha düşüktür.

Kahverengi cüceler yaklaşık 80 Jüpiter kütlesine ve yaklaşık 2.227 santigrat dereceye ulaşabilir. Onlar, kırmızı cücelerden daha soğuk ve sönük olsalar da kızılötesi dalga boylarında parlarlar. Beyaz cüceler ise, Güneş benzeri yıldızlar bağlamında ömürlerinin son günlerini temsil eder. Yıldızın çekirdeğinde hidrojen bittiği zaman dış katmanlarını dışarı saçar ve artık füzyonun dış basıncıyla desteklenmeyen çekirdek, Dünya boyutlarındaki aşırı yoğun bir cisme çöker.

Beyaz cüceler artık ısıyla ışıldarlar; buna karşın, ölüm süreci fazlasıyla enerjik olur; sıcaklıkların mavi süper devlerinkilerle karşılaştırılabileceği düzeyde, aşırı sıcaktırlar. Bu olgu, meseleyi aşırı sıcak, düşük kütleli beyaz cüce bir yıldız olan WD0032-317’ye getiriyor. Orada, Güneş’in kütlesinin yaklaşık yüzde 40’ına sahip bir gök cismi, yaklaşık 37.000 dereceye varan sıcaklıklarda yanıyor.

BAŞ DÖNDÜRÜCÜ BİR YÖRÜNGE

2000’li yılların başlarında, Avrupa Güney Gözlemevi’ne bağlı ‘Çok Büyük Teleskop’ üzerinde bulunan Ultraviyole-Görsel Kademe Spektrografı (UVES) adlı cihaz aracılığıyla sağlanan veriler, WD0032-317’nin görünmeyen ve yörüngede dönen bir refakatçi tarafından yerinden oynatıldığını ve hareket ettirildiğini ortaya koydu. Yakın kızılötesinde yapılan sonraki gözlemler, bu eşlikçinin bir kahverengi cüce olduğunu düşündürdü.

Hallakou ve meslektaşları, yıldız üzerinde yeni gözlemler gerçekleştirmek amacıyla UVES’i kullandılar ve eşlikçi cismin, yalnızca 2,3 saat gibi baş döndürücü bir yörüngede dönen, 75 ilâ 88 Jüpiter arasında kütleye sahip bir kahverengi cüce olduğunu açığa çıkardılar. Keşfin önünü açan kanıt, dumanlar saçan bir çeşit yıldızdı. Kahverengi cücenin gündüz tarafı bize döndüğünde, gökbilimciler yıldızın onu buharlaştırırken uzaya yaydığı hidrojeni saptayabilirler.

Kahverengi cüce ile yıldız birbirine aşırı yakın olduğundan, kahverengi cüce kütleçekim kilidiyle sabitlenir. Bu, bir tarafın –yani gündüz tarafının- düzenli biçimde yıldıza baktığı, diğerininse kalıcı biçimde geceyi yaşadığı manasına gelir. Araştırma ekibi, söz konusu aşırı sıcaklıkları hesapladı ve rakamlar onları şaşkına çevirdi. Araştırma ekibi makalelerinde, “Kullandığımız beyaz cüce çekirdek modeline bağlı olarak, eşlikçinin kavurucu gündüz sıcaklığı ≈7 bin ilâ 9 bin 700 derece arasında, A tipi bir yıldız kadar sıcak, gece tarafının sıcaklığı ≈1.200 ilâ 2.800 derece, sıcaklık farkı ≈5800 derece, KELT-9b’ninkinden yaklaşık dört kat daha büyük” diye aktarıyorlar:  “Gece tarafı ısı aralığı T ile M arasında yer alan cüce yıldızları kapsar. Işımakta olan ‘dengeli’ eşlikçinin cisim sıcaklığı (içsel parlaklığını ve albedosunu ihmal ederek ve dış ışıma ile termal dengede olduğunu varsayarak) yaklaşık 4.900 derece seviyesinde, bilinen herhangi bir dev gezegenden ≈ 5.600 kat daha yüksek aşırı-ultraviyole ışımayla birlikte, KELT-9b’den ≈800 derece daha sıcaktır.”

Bildiğimiz hiçbir gezegen ya da kahverengi cüce ondan daha sıcak değil; bu ise WD0032-317B’yi yalnızca aşırı derece muhteşem değil, aynı zamanda aşırı sıcak yıldızların düşük kütleli eşlikçilerini nasıl buharlaştırabileceğini incelemek söz konusu olduğunda kusursuz bir aday yapıyor. Araştırmacılar, WD0032-317B benzeri gök cisimlerini incelemenin KELT-9b gibi ender rastlanan aykırı cisimleri anlamamıza yardım edebileceğini belirtiyorlar.

Araştırma Nature Astronomy dergisine kabul edildi ve arXiv adlı sitede yayınlandı.

Yazının orijinali Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)