Bir Yıldız Ölü Bir Yıldızı Yutarsa Oluşan Thorne-Żytkow Cisimleri

Evrenin en ilginç yıldızlarından birinin, bir nötron yıldızının kırmızı devasa bir yıldızın içinde sıkışıp kalması ile oluştuğu düşünülüyor. Sadece 45 senedir devam eden araştırmalara karşın astronomlar hala bu biçim bir star bulup bulmadıklarından güvenli değiller.

Thorne-Żytkow cismi, üstteki görseldeki bir sanatçının tasvirinde görüldüğü şeklinde yoğun bir nötron yıldızının şişmiş kırmızı süper devasa bir star tarafınca yutulmasıyla oluşan varsayımsal bir melez star tipidir. Nerede ise yarım çağ ilkin fizikçi Kip Thorne ve gökbilimci Anna Żytkow, evrende saklanıyor olabilecek Rus matruşka bebeğine benzer garip bir star tipinin varlığını öne sürmüşlerdi. Astronomlar da bu kuramsal star melezlerine de Thorne-Żytkow cisimleri ismini verdiler.

Thorne- Żytkow cisimlerinin olası varlığı, isimlerini aldıkları araştırmacıların icra ettikleri bilgisayar simülasyonları ile ortaya çıktı. Araştırmacılar bu simülasyonları yaptıklarında süpernova patlamalarından arta kalan küçük ve oldukça yoğun star kalıntıları olan nötron yıldızlarının kırmızı süper dev yıldızlar tarafınca yakalanabileceğini buldular.

Simülasyonlara bakılırsa, şayet bu “ikizler” (aynı Danny De Vito ve Arnold Schwarzenegger şeklinde) birbirlerine oldukça yaklaşırsa, yıldızın birinin dışarı atılmasının yerine bu iki star birleşebilir. Bir kent büyüklüğünde ve Güneş kütlesinde olan nötron yıldızı, tıpkı bir kozmik parazit şeklinde kendisinden daha büyük ev sahibinin içinde yaşamaya devam edebilir. Sadece fizik bu biçim yıldızların var olabileceğine olanak tanısa da onları bulmak oldukça zor olacak.

The Astrophysical Journal dergisinde 1975 tarihinde piyasaya sürülen çalışmada Thorne ve Żytkow, bu tipteki yıldızların aynı Orion takımyıldızında bulunan Betelgeuse şeklinde kırmızı süper dev yıldızlarla nerede ise aynı gözükebileceğini öne sürdüler. Süper dev yıldızlar evrende çok yaygın biçimde bulunurlar ve hatta bazıları evrendeki en genç ve en büyük yıldızlardır. Thorne-Żytkow cisimleri (TZO), kırmızı süper devlere oldukça benzerlerdir ama ömürlerinin bu dev yıldızlardan 10 kat daha uzun olabileceğinden şüphelenilmektedir.

Bayağı kırmızı devler, aynı öteki yıldızlarda olduğu şeklinde güçlerini çekirdeklerindeki nükleer füzyondan almaktadırlar. Bu nedenle de enerjileri tükendiği süre,süpernova olarak patlamadan ilkin yer çekimleri yıldızların içeri doğru patlamalarına sebep olur. Sadece çöküşten kaçınmak için çekirdeklerindeki uzun soluklu nükleer füzyona bağlı olmadıklarından ötürü TZO’lar bu kadar uzun yaşayabilirler. Bunun yerine TZO’ların esasen aşırı derecede sıkışmış nötron yıldızı çekirdekleri, kendisini çevreleyen süper dev katmanların ivedi ve emsalsiz yer çekimsel çöküşünü büyük seviyede engeller.

Astronomların TZO’ların iyi mi oluştuğu ile alakalı iki değişik teorisi bulunmakta ve iki kuram de yıldızların hayatlarına ilk başta bir ikili sistemde birbirlerine yakın iki dev gibi star olarak başladığına dayanıyor. Bir teoride, iki yıldızdan büyük olanı ilkin süpernova olarak patlıyor ve gerisinde bir nötron yıldızı bırakıyor. Sadece zaman içinde öteki süper dev, geride kalan nötron yıldızını tamamen yutana kadar dışarıya doğru balon şeklinde büyümeye devam ediyor.

TZO’larin oluşumu ile alakalı öteki bir ihtimal ise, bir star asimetrik süpernova olarak patladığında geride kalan çekirdek kuvvetli bir “tekme” yer. Bu tekme de potansiyel olarak nötron yıldızını öteki kırmızı devin göbeğine fırlatabilir.

Bir Thorne- Żytkow Cisminin Keşfi

Ama iyi mi oluşursa oluşsunlar, astronomlar 2014 senesinde ilk Thorne-Żytkow cismini keşfetmiş olabileceklerini duyurdular. Yıldız, Samanyolu’nun etrafında dönen bir cüce galaksi olan Minik MacellanBulutu’nun içinde 200.000 fer yılı uzaklıkta saklanıyordu.

Bu star, şu anda University of Washington’da vazife icra eden gökbilimci EmilyLevesquetarafından ve kendisine ilişkin inceleme kadrosunun desteği ile bulunmuş oldu. Şüphelenilen TZO’yu bulmak için Levesque’nın kadrosu Samanyolu’ndaki iki düzine kırmızı süper dev yıldızı incelemek adına New Mexico’da bulunan Apache Point Observatory’i kullanırken öteki öbek da Minik MacellanBulutu’ndaki süper devleri incelemek için Şili’deki Magellan Teleskoplarından birini kullandı.

Verileri elde etmenin akabinde bir star bilhassa dikkatleri çekti. HV 2112 adında olan sistem, en önce 1908 senesinde öncü gökbilimci HenriettaSwanLeavitt tarafınca değişken olarak kataloglandı. O zamanlarda astronomlar, bu yıldızın süpernovaya dönüşmeden önceki son zamanlarını yaşayan bir kırmızı dev bulunduğunu düşünmüşlerdi.

Hem de Leavitt’in bu garip yapıyı farketmesinden yüz sene daha sonra Levesque ve kadrosunun analizleri, efsanevi Thorne-Żytkow cisimlerinin anlatılagelen işaretleri bulunduğunu düşündükleri sıradışı kimyasal işaretleri ortaya koydu. Araştırmacılar, bir tek TZO’nun içinde ortaya çıkabilecek benzeri olmayan nükleer reaksiyonlar kanalıyla açıklayabilecekleri oranda lityum, kalsiyum ve öteki elementleri bu yıldızda görmüş oldu.

Ama yeniden de tamamen bu durumdan güvenli olamadılar. HV 2112, ek olarak görmeyi beklemedikleri başka garip kimyasal parmak izlerine haizmiş şeklinde duruyordu. Tüm bu  gizemlere dayanarak takım, ya kuramsal modellerin Thorne- Żytkow cisimlerinin tüm nüanslarını tamamen kapsamadığını veya HV 2112’nin ilk etapta basitçe TZO olmadığını öne sürdüler.

HV 2112: İhtilaflı Garip Yıldız

Bu keşfin garip doğası, manşetleri hareketlendirdi. Ama astronomlara bakılırsa bu ek olarak mühim bir keşifti bundan dolayı bu nükleer füzyonun ötesinde bir süreç ile güç kazanan yıldızların olduğuna da kanıttı.

Sadece dört sene sonrasında 2018 senesinde Levesque’nin kadrosu dışındaki öteki astronomekibi, bu benzeri olmayan keşfi incelemeyi durdurdular. HV 2112 hakkında kendi analizlerini yaptılar, benzer yıldızlarla karşılaştırdılar fakat Levesque’nin kadrosunun belirlediği miktardaki aşırı kalsiyum ya da öteki elementleri bulamadılar. Yeni analizler, lityum fazlalığı gösterdi fakat sonuçlar bu yıldızın yeniden de bayağı bir kırmızı dev bulunduğunu ortaya koydu.

Levesque ve kadrosunun HV 2112’nin değişik olduğu mevzusundaki hayalleri suya düşmüş olması durumunda bu yıldızın yerine geçebilecek başka bir aday bulunduğunu öne sürdüler. HV 11417 olarak kataloglanan ve astronomların tahmin etmiş olduğu işaretlerin bir kısmını destekleyen başka olası bir nesneyi buldular.

Netice olarak iki ekibin de aynı fikir olduğu şey, iş Thorne- Żytkow cisimlerine ulaşınca hem teoride aynı zamanda gözlemde daha oldukça gidilecek yol olduğudur.

Çeviren: Burcu Ergül Emecan

https://astronomy.com/news/2020/07/thorne-zytkow-objects