Beyaz Cüce: Küçük Yıldızların Birer Ölüye Dönüşmesi

Beyaz cüce, nükleer yakıtını tükettikten ve yıldız evriminin belirli aşamalarından geçtikten sonra düşük ila orta kütleli bir yıldızın kalıntısıdır. Başta karbon ve oksijen olmak üzere dejenere maddelerden oluşur.
Bir beyaz cücenin etrafındaki enkazın bir sanatçı izlenimi.
Bir beyaz cücenin etrafındaki enkazın bir sanatçı izlenimi. Görsel: NASA, ESA, STScI, and G. Bacon (STScI).

Güneşimiz, diğer düşük kütleli yıldızlar gibi, sonunda bir beyaz cüceye dönüşecektir. Çünkü beyaz cüceler düşük kütleli yıldızların küçük, yoğun kalıntılarıdır. Ancak, bir yıldızın kalıntısının ve geride bıraktığı gezegenlerin kaderi, daha önce düşünüldüğünden çok daha dinamik ve çeşitlidir. Dahası, gökbilimciler bazı beyaz cüceler karşısında hala şaşkınlık içindedir. Zira beyaz cücelerin uzun süre ölü yıldızlar olduğu düşünülmüştür. 

Ancak gökbilimciler son zamanlarda bu yoğun yıldız kalıntıları arasında beklenmedik bazı faaliyetler buldular. Bazılarının devasa elmas küreler olduğu keşfedildi; diğerleri tuhaf patlamalar ve titreşimler sergiledi; ve hatta birkaçı hayata geri döndü. Anlaşılan o ki yörüngedeki gezegenlerin kaderi daha önce düşünüldüğünden daha belirsiz.

Beyaz Cüceler Nedir ve Nasıl Oluşurlar?

Bir yıldızın yaşam döngüsü
Bir yıldızın yaşam döngüsü. Görsel: NASA

Güneş gibi büyük yıldızlar ya da en yakın komşumuz Proxima Centauri gibi kırmızı cüceler ömürlerinin sonuna yaklaştıklarında beyaz cüceye dönüşürler. Sonuç olarak, galaksimizdeki ve ötesindeki yıldızların büyük çoğunluğu gibi yok olacaklardır. Peki, bir yıldızın çökerek beyaz cüceye dönüşmesine ne sebep olur? Bunu belirleyen koşullar nelerdir?

Güneş'in nükleer füzyonu giderek yavaşlıyor ve 7 milyar yıl ya da daha uzun bir süre sonra tüm hidrojen ve helyum yakıtı tükenmiş olacak. Böylece yıldızımız bir kırmızı dev boyutuna ulaşarak genişlediği için, içeriden uygulanan radyasyon basıncı yerçekiminin etkisini yenemeyecek ve ölüm süreci başlamış olacak.

Güneş artık sürekli olarak püskürerek dış kabuğunun parçalarını "yaş çalkantısı" olarak tanımlanabilecek bir şekilde uzaya fırlatmaktadır. Bu da kütlesinde yaklaşık %50'lik bir azalmaya neden olmaktadır. Bu arada, ölmekte olan yıldızımızın çekirdeği, nükleer füzyondan kaynaklanan karşı basıncın yokluğunun getirdiği yoğun sıkıştırmanın bir sonucu olarak daha yoğun hale gelmektedir. Bu geçiş tamamlandığında Güneş, neredeyse tamamen yüksek oranda sıkıştırılmış nükleer maddeden oluşan bir yıldız kalıntısı olan beyaz cüce haline gelecektir.

Kompakt ve Şaşırtıcı Derecede Ağır

Sirius A ve Sirius B
Sirius A ve Sirius B. Credit: Hubblesite.org

Yaklaşık 8,5 ışık yılı uzaklıkta, gece gökyüzündeki en parlak yıldızın yoldaşı olan Sirius B, Güneşimizin bir beyaz cüce olarak nasıl görüneceğine dair bir fikir veriyor. Dünya'ya en yakın beyaz cüce, yaklaşık Dünya büyüklüğünde olmasına rağmen kabaca 0,98 güneş kütlesine sahiptir. İçeriği çok yoğun olduğu için bir çay kaşığıyla 5 ton ağırlığında olacaktır.

İlgili: En Parlak Yıldız Sirius: Özellikleri, Takımyıldızı ve Anlamı

Dolayısıyla, Sirius B kendi grubu açısından bakıldığında gayet iyi bir örnektir. Çünkü beyaz cüceler 0,5 ila neredeyse 1,4 güneş kütlesi ağırlığındadır ve Dünya'nın çapının bir ila iki katına sahiptir. Sirius B'nin yüzeyi, gezegenin aşırı yoğunluğu nedeniyle Dünya'nınkinden yaklaşık 375.000 kat daha büyük bir yerçekimine sahiptir. Bu yıldız kalıntısında yaklaşık 80 kilogram ağırlığındaki bir insan yaklaşık 30 milyon kilogram ağırlığında olurdu.

Sirius B o kadar güçlü bir yerçekimine sahiptir ki, yerçekimi alanından çıktığında ışığı azalır; bu da ışığın dalga boylarında yaklaşık 0,1 nanometre kadar bir yerçekimsel kırmızıya kayma olarak görülen bir etkidir.

Boyut Paradoksu ve Dejenere Madde

"Normal" göksel varlıkların aksine, beyaz cüceler boyut olarak genişledikçe aslında kütle kaybederler. Örneğin 2021 yılında yaklaşık 150 ışık yılı uzaklıkta tespit edilen bir beyaz cücenin kütlesi 1,35 güneş kütlesidir ve bu da bu tür yıldız kalıntıları için sınıra yakındır. Diğer yandan ZTF J1901+1458, yaklaşık 2.140 kilometrelik yarıçapıyla şimdiye kadar keşfedilen en küçük beyaz cüce olup, Dünya'nın Ay'ından neredeyse daha büyüktür.

Peki bu çelişkiyi açıklayan nedir? Bunun nedeni, beyaz cücenin içindeki maddenin zamanla meydana gelen temel bir değişimle dejenere olmasıdır. Pauli ilkesi denilen ilkeye göre elektronlar ve kuarklar gibi fermiyonik parçacıklar aynı uzaysal konumda bir arada bulunamazlar. Bu parçacıkların her biri için belli bir miktar boş alan ayrılmıştır. Tüm madde küçük parçacıklardan oluştuğu için, ne kadar sıkıştırılabileceğine dair katı bir sınır vardır.

Dejenere Elektron Basıncı Bir Beyaz Cüceyi Yerçekimsel Çöküşe Karşı Nasıl Destekler?

Dejenere Elektron Basıncı, elektronların aynı kuantum halini işgal etmesini engelleyen Pauli dışlama ilkesinden kaynaklanan kuantum mekaniksel bir etkidir. Bu basınç, bir beyaz cücenin yerçekimsel çöküşüne karşı koyarak istikrar sağlar.

Ancak kuvvet yeterince şiddetliyse, elektronlar baskıdan kaçmak için birbirlerine ve atomun çekirdeğine yaklaşacaktır. Bu nedenle, bir beyaz cüce kütlesi büyüdükçe büzüşebilir. Buna ek olarak, elektronların bu dejenere basıncına karşı direnci arttığında, yerçekimine karşı işleyen bir kuvvet üretilir. Beyaz cüceler çökmezler çünkü iç maddeleri oldukça dejenere olmuştur.

Kaç Beyaz Cüce Var?

Bu dünyanın dışında gibi görünse de, beyaz cüceler galakside gerçek anlamda yaygındır. Bilim insanları Güneş'ten 65 ışık yılı uzaklıkta bu türden en az 129 yıldız bulunduğuna inanıyor. Samanyolu yıldızlarının %10'u çoktan beyaz cüceye dönüşmüş olabilir. Evrendeki yıldızların çoğu eninde sonunda bu küçük, parlak kalıntılara dönüşecektir.

Ayrıca yıldızın türü de bu olayın gerçekleşme zamanını belirler: Güneş benzeri yıldızların beyaz cüceye dönüşmesi ortalama olarak 11 ila 13 milyar yıl sürer. Çok daha düşük kütleli kırmızı cücelerin de eninde sonunda beyaz cücelere dönüşeceği düşünülmektedir. Gökbilimciler henüz "ölü" bir kırmızı cüce örneği bulamadılar, zira ömürleri milyarlarca yıldan trilyonlarca yıla kadar değişebiliyor. Muhtemelen, bu yıldızların hiçbiri yaşam döngülerinin sonuna ulaşmamıştır.

Beyaz Cüceler Nasıl Evrimleşir?

kristalize beyaz. cüce
Beyaz cüceler iç kısımlarının kristalleştiği noktaya kadar soğuduklarında, yıldızlararası kristal kürelere dönüşürler. Görsel: Mark Garlick – Warwick Üniversitesi

Beyaz cücenin ısı ve ışık kaynağının -bir zamanlar içinde meydana gelen nükleer füzyonun- sona ermiş olması mantığa aykırıdır. Yine de genç beyaz cüceler çok parlaktır ve Güneş'ten birkaç kat daha yüksek sıcaklıklara sahiptir.

Yıldız içindeki madde oldukça sıkıştırılmış halde kalır, ki bunun nedeni de budur. Genç beyaz cücelerden gelen radyasyon oldukça mavi-beyazdır çünkü bu yoğun plazmada hala yaklaşık 150.000 Kelvin'e kadar ısıtılabilecek kadar enerji depolanmıştır. Beyaz cücenin çekirdeği tipik olarak en güçlü element olan oksijenden oluşur ve bunu bir karbon tabakası izler. Bunlar bir arada beyaz cücenin kütlesinin büyük kısmını oluşturur. Dış kısımda yıldız kılıfının ince hidrojen ve helyum kalıntıları bulunabilir.

Küçük boyutları ve az yüzey ısı kaybı nedeniyle beyaz cüceler çok düşük bir hızda soğurlar. Şimdiye kadar keşfedilen en soğuk cisimlerin yaklaşık 3.800 Kelvin sıcaklığa ulaşması 11 ila 12 milyar yıl, yani neredeyse evrenin yaşı kadar sürmüştür. Bu tür yıldız kalıntılarının, astronomik modellerin öngördüğü gibi soğuk, kasvetli kara cücelere dönüşecekleri noktaya kadar soğumaları yüz milyarlarca yıl alabilir.

Chandrasekhar Limitini Aşmayan Bir Beyaz Cücenin Kaderi Nedir?

Chandrasekhar sınırını aşmayan bir beyaz cüce eninde sonunda soğuyup yok olacak ve soğuk, karanlık bir "kara cüce" haline gelecektir. Ancak bu süreç son derece uzun bir zaman alır, evrenin şu anki yaşından daha uzun.

Komşu Galaksideki En Büyük Elmas

Ancak astronomlar 1960'lardan beri beyaz cücelerin bu gerçekleşmeden önce içlerinde temel bir dönüşüm geçirdiklerini biliyorlar. Soğuk beyaz cücelerde, oksijen-karbon plazmasının kübik merkezli bir kristal kafes halinde kristalleşerek yıldızın iç kısmını bir elmasa dönüştürdüğü varsayılmaktadır.

Yaklaşık 50 ışık yılı uzaklıktaki beyaz cüce BPM 37093, 1995 yılında bu tür elmas cücelerin varlığını kanıtlamıştır. Araştırmalar, 1,1 güneş kütlesindeki 8.000 km'lik yıldız kalıntısının %90'ına kadarının elmastan oluştuğunu göstermektedir. Kütlesi 5 x 1029 kg olan bu elmas, yerel evrenimizde bilinen en büyük kristal olacaktır. Bu beyaz elmas cüce, Beatles'ın aynı adlı şarkısından ("Lucy in the Sky With Diamonds") dolayı kamuoyunda "Lucy" olarak bilinmektedir.

Samanyolu Milyonlarca "Kristal Küre" ile Doludur

Ancak 2019'da Warwick Üniversitesi'nden Pier-Emmanuel Tremblay başkanlığındaki bir araştırma ekibi 15.000 beyaz cücenin sıcaklıklarını ve spektral eğrilerini değerlendirdi ve "Lucy "nin benzersiz olmadığını gösteren şaşırtıcı bir keşif yaptı. Sıcaklık ve parlaklık seviyelerinde eğriler, beyaz cücelerin "sıkışıklığına" dikkat çeken gözle görülür bir şekil almıştır.

Araştırmacılar, beyaz cücelerin bu evrede daha uzun zaman geçirdiklerini, çünkü kristalleşme sırasında açığa çıkan gizli ısılarının diyagramda kütleye bağlı bir blokaja neden olduğunu açıklıyorlar. Kendi galaksimizin kristal kürelere dönüşmüş milyonlarca beyaz cüce içerdiği sonucuna varıyorlar. Uzak gelecekte bir gün Güneş de bir elmas cüceye dönüşebilir.

Süpernova, Nova ve Yamyam Yıldızlar

nova beyaz cüce
Nova olarak bilinen patlamalar, bir beyaz cüce kendisiyle ortak olan yıldızı tükettiğinde ya da yamyamlaştırdığında meydana gelir. Görsel: NASA

Beyaz cüceler ilk bakışta o kadar da heyecan verici görünmezler; çoğu insan onların yıldız artıkları olarak yayıldıklarını ve zamanla daha soğuk ve karanlık hale geldiklerini varsayar. Genelde durum böyle olmasa da, böyle olduğu zamanlar da vardır. Süpernovaya kadar, bazı beyaz cüceler dramatik patlamalara ve hatta yeniden canlanmaya maruz kalırlar.

Beyaz cüceler evrende yalnız olmadıklarında, bunun yerine ikili bir yıldız sisteminin üyeleri olduklarında, olağandışı davranışları göze çarpar. Eğer iki yıldız birbirinin etrafında sıkı bir yörüngede dönüyorsa, yoğun ve büyük yıldız kalıntısı bir yıldız yamyamı gibi davranarak yoldaş yıldızını tüketebilir. Beyaz cüce daha sonra kendi etrafında bir yığılma diski şeklinde hidrojen gazı biriktirecek ve bu da periyodik patlamalara yol açacaktır.

Bu novalar hidrojenin hızlı füzyonundan kaynaklanan yoğun radyasyon ve enerji üretir. Beyaz cücenin "ödünç alınmış" hidrojen kabuğunun önemli bir kısmı, bunu takip eden patlamada dışarı atılır. Yıldız sistemi nova tarafından aniden ve parlak bir şekilde aydınlanır, bazen o kadar çok aydınlanır ki gökyüzündeki diğer tüm yıldızları geçici olarak gölgede bırakır.

"Nova" terimi, bir novanın ortaya çıkışının yeni bir yıldızın doğuşuna işaret ettiğine dair eski inançtan gelmektedir. Örneğin, 1437 yılında Koreli astronomlar böyle bir olayı rapor etmişlerdir: Akrep takımyıldızındaki bir yıldız o yılın 11 Mart'ında normalden yüz bin kat daha parlak hale gelmiş ve çevresini tamamen etkisi altına almıştır. 14 gün sona erdiğinde yıldızın parlaklığı normale döndü. Gökbilimciler 2017 yılına kadar "Nova Scorpii 1437" patlamasına neyin neden olduğunu bilmiyordu; patlamanın, bugüne kadar daha zayıf patlamalar yaşamaya devam eden bir ikili sistemdeki beyaz bir cüce olduğu ortaya çıktı.

Sakurai'nin Nesnesi

Öte yandan, bazı beyaz cüceler yıldız faaliyetlerinde kısa süreli bir canlanma yaşarlar. Yay takımyıldızında bulunan "Sakurai'nin Yıldızı" ya da "Sakurai'nin Nesnesi" 1996 yılında Japon astronom Shuichi Nakano tarafından bulunduğunda "yeniden doğmuştu". Nakano cismi ilk gördüğünde, parlak ama garip bir şekilde kalıcı ışığı nedeniyle kademeli bir nova yaşayan bir beyaz cüce olduğunu varsaydı.

İşin tuhafı, söz konusu novanın ışık spektrumunda tipik güçlü hidrojen işaretleri yerine oksijen ve karbon spektral çizgilerinin baskın olmasıydı. Bu da patlamanın yıldız kalıntısının hidrojen kabuğundan daha fazlasının patlamasından kaynaklanmış olabileceğini düşündürmektedir. Öyleyse, bu neydi? Ek çalışmalar, sonraki birkaç yıl boyunca Sakurai'nin Nesnesi'nin daha koyu bir kırmızıya dönüştüğünü ve beyaz cücelerin doğduğu evrim aşaması olan kırmızı bir devin özelliklerinin çoğunu aldığını gösterdi.

Ancak bu, beyaz cücenin nükleer füzyonunu yeniden başlattığını ve gerçek bir yıldız olarak eski ihtişamına geri döndüğünü gösteriyor. Gökbilimciler bunun, yıldız kalıntısındaki helyumun hızla ısındığı ve helyum nükleer füzyonunun kısa bir süre için ateşlenmesine neden olacak kadar yoğunlaştığı "helyum parlaması" nedeniyle meydana geldiğini varsaymaktadır. Bugüne kadar sadece Sakurai'nin Nesnesi ve yaklaşık 14.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan beyaz cüce V605 Aquilae gökbilimciler tarafından yıldız kalıntısı olarak tanımlanmıştır.

Ancak bu yeniden doğuş, beyaz cücelerin çok sınırlı miktarda helyuma sahip olması nedeniyle çok uzun sürmez. Bu arada, Sakurai'nin Nesnesi de aynı şekilde bir beyaz cüceye dönüşmüştür.

Tip Ia Süpernova

Tip 1a süpernova, bir beyaz cücenin (solda) eş yıldızından çok fazla madde emerek çökmesi ve patlamasıyla meydana gelir
Tip Ia süpernova, bir beyaz cücenin (solda) eş yıldızından çok fazla madde emerek çökmesi ve patlamasıyla meydana gelir. Görsel: NASA

Tüm beyaz cüceler patlamalarından sağ çıkmaz ya da yeniden doğmaz. Bu durumu, çekirdek yıldızın kendisinin değil de gaz kabuğunun patladığı Tip Ia süpernova ile karşılaştırabiliriz. Bir beyaz cüce çok "açgözlü" olduğunda, eş yıldızından o kadar çok kütle emer ki üst kütle sınırına ulaşır.

1,4 güneş kütlesi Chandrasekhar limiti olarak adlandırılır. Bu noktanın ötesinde, yıldız kalıntısı çöker çünkü beyaz cücenin içindeki dejenere madde artık içe doğru bastıran yerçekimsel çekime dayanamaz. Basınç ve sıcaklıktaki ani yükselişin bir sonucu olarak, yıldızın çekirdeğindeki karbon tutuşur ve beyaz cüce birkaç saniye içinde patlar.

Tip Ia Süpernova evrenin her yerinde aynı miktarda radyasyon yayar, çünkü her zaman yıldız kalıntısının aynı kritik kütlesinde meydana gelirler ve patlayan yıldız kalıntısının geçici olarak Güneş'ten 5 milyar kat daha parlak olmasını sağlarlar. Gökbilimciler için Tip Ia Süpernova, evrendeki mesafelerin belirlenmesinde ve kozmik genişlemenin ölçülmesinde büyük bir yardımcıdır. Bununla birlikte, bir beyaz cüce Tip Ia Süpernova ile tamamen yok olur.

Beyaz Cüce Yıldızların Birleşmesi

Muhtemelen iki beyaz cücenin birleşmesinin bir sonucu olan WDJ0551+4135 2005 yılında keşfedildi.
Muhtemelen iki beyaz cücenin birleşmesinin bir sonucu olan WDJ0551+4135 2005 yılında keşfedildi. Görsel: Warwick Üniversitesi/Mark Garlick

Beyaz cüceler herhangi bir geleneksel astronomik sınıflandırmaya yerleştirilemezler. Büyük kütleleri, yüksek hızları veya yüksek manyetik alanları nedeniyle standart teori ve modellere meydan okurlar. Bu da bizi bu egzotik varlıkların nereden ve nasıl geldiğini merak etmeye itiyor.

Warwick Üniversitesi'nden Mark Hollands başkanlığındaki araştırmacılar, Avrupa Uzay Ajansı'nın Gaia uydusundan elde edilen verileri kullanarak WDJ0551+4135 beyaz cücesinin yerini tespit ettiler ve bu da onu yaklaşık 150 ışık yılı mesafeyle Dünya'ya en yakın egzotiklerden biri haline getirdi. Hollands bu yıldızın evrendeki başka hiçbir şeye benzemediğini iddia ediyor. Bir yıldızın çökerek beyaz cüceye dönüşmesine neyin sebep olduğu konusunda çok iyi bir fikrimiz var ve böylesi bir sonuç oldukça olanaksız görünüyor.

Bu beyaz cüce, bir yıldız kalıntısı için nadir görülen birçok özelliği aynı anda sergiliyor. Karşılaştırma yapmak gerekirse, kütlesi 1,14 güneş kütlesidir, bu da bu beyaz cüceyi ortalamadan neredeyse iki kat daha büyük yapmaktadır. Dahası, WDJ0551+4135 kendi yaş ve sıcaklığındaki bir yıldız için aşırı derecede hızlanmaktadır. Her şey düşünülüp söylendiğinde, yıldız kalıntısı alışılmadık bir element dağılımına sahiptir: Bu beyaz cüce, ince kabuğunun olağan helyum yerine karbon ve hidrojen içermesi bakımından benzersizdir.

Peki bu özellikleri nasıl açıklayabiliriz? Hollands ve meslektaşlarına göre tüm bunlar, WDJ0551+4135'in tipik olarak bir progenitör yıldızdan kaynaklanmadığı olasılığına işaret ediyor. Bir yıldız çarpışması, yani iki beyaz cücenin birleşmesi, bir başka olası açıklamadır. Bu, devasa boyutu, yaşına göre çok yüksek sıcaklığı ve içeriden salınan karbonu açıklayacaktır.

Tycho'nun Süpernovası

Beyaz cüceler çarpışarak "Tycho'nun Süpernovası "nı yaratmış olabilirler.
Beyaz cüceler çarpışarak "Tycho'nun Süpernovası "nı yaratmış olabilirler. Görsel: NASA

WDJ0551+4135'e ek olarak daha fazla beyaz cücenin böyle bir birleşmenin sonucu olması mümkündür. Diğer "aşırı ağır" ve çok sıcak yıldız kalıntılarının da astronomlar tarafından benzer bir kökene sahip olduğundan şüphelenilmektedir. Bazı bilim insanları, tarihteki en bilinen yıldız patlamalarından biri olan Tycho'nun süpernovasının (SN 1572) iki beyaz cücenin çarpışmasından kaynaklanmış olabileceğine inanmaktadır.

Danimarkalı bir gökbilimci olan Tycho Brahe, bu fenomeni 1572 sonbaharında Cassiopeia takımyıldızında gördü. Birkaç hafta boyunca Venüs'ten daha parlak olan "yeni bir yıldız" vardı ve sonra yavaşça kayboldu. Gökkubbe daha önce değişmez ve Tanrısal olarak kabul edildiğinden, bu o zamanlar devrim niteliğindeydi. Bununla birlikte, artık Brahe'nin bir yıldızın patlamasını gördüğü kesindir; geriye kalan tek soru, hangi türden olduğu?

Tycho'nun Yıldızı'nın uzun zamandır prototipik bir tip Ia süpernova olduğu düşünülüyordu; bu, yoldaşı yıldız tarafından emilen malzemeyi "aşırı tüketen" bir beyaz cücenin patlamasıydı. Gökbilimciler 2008 yılında patlamanın spektrum özelliklerini yansıyan artık ışıktan belirlemeyi başardılar. Bilim insanlarından oluşan bir grup 2011 yılında yoldaş yıldızın kalıntılarını bulmuş olabilir.

Bu yıldız patlamasının ardından oluşan gaz bulutu 2017 yılında Avustralya'nın Monash Üniversitesi'nden Tyrone Woods başkanlığındaki gökbilimciler tarafından incelendi ve sürpriz bir keşif yapıldı. Süpernovanın radyasyonu ve ısısı bu gazları hala iyonize ediyor olmalıydı. Bununla birlikte, patlama kalıntıları arasında nötr gaz baskındı ve bu da daha düşük enerjili, daha soğuk bir patlamaya işaret ediyordu. Gökbilimciler artık Tycho Brahe'nin gördüğü şeyin Ia tipi bir süpernova değil, iki beyaz cüce yıldızın birleşmesi olduğuna inanıyor.

Beyaz Cücelerin Son Dansı

2015 yılında bilim insanları iki beyaz cücenin birleşmesine yol açan olaylara ilk kez tanık oldular. Gezegensel nebula Henize 2-428'de bu yıldız kalıntılarından bir çift buldular ve yörünge periyotları zaten kısa olan 4 saatten azalıyor. Gökbilimcilere göre bu iki beyaz cüce yaklaşık 700 milyon yıl içinde birbirlerine çarpabilirler.

Böyle bir çarpışma sonucunda bir süpernova meydana gelecektir. Çünkü her iki beyaz cücenin kütlesi olan 1,8 Güneş kütlesi Chandrasekhar limitine göre izin verilenden fazladır. Dolayısıyla birleşim sonucu ortaya çıkan ürün kararsız olacak ve muhtemelen patlayacaktır. Avrupa Güney Gözlemevi'nden (ESO) David Jones, "Şimdiye kadar, iki beyaz cücenin birleşmesiyle Tip Ia süpernova oluşumu tamamen teorikti" demiştir. İşte Henize 2-428 bunu mümkün kılan mükemmel bir ikilidir.

Beyaz Cücelerin Etrafındaki Gezegenler

Beyaz cüce SDSS J122859.93+10432.9 410 ışık yılı uzaklıkta yer alıyor ve 100 milyon yıl önce bir patlama yaşamış
Beyaz cüce SDSS J122859.93+10432.9 410 ışık yılı uzaklıkta yer alıyor ve 100 milyon yıl önce bir patlama yaşamış. Görsel: Mark Garlick/ Warwick Üniversitesi.

Güneşimiz nihai olarak öldüğünde, Dünya ve güneş sistemimizdeki diğer gezegenler de onunla birlikte yok olacaktır. Zira Güneş kırmızı dev evresine ulaştığında çoktan ölmüş ve yutulmuş olacaklardır. Eğer sönmekte olan güneş zaten bir beyaz cüce haline gelmişse, o zaman iç güneş sistemi büyük ölçüde boş demektir. Peki ya uzaktaki gezegenler? Yıldızımız öldüğünde, Jüpiter, Satürn ve buz devleri Uranüs ve Neptün gezegenleri hala etrafta olacak mı?

Birçok beyaz cücenin etrafında daha önce tespit edilen toz halkaları ve gezegen kalıntılarından yıldız ölümünden sonra gezegenlerin nihai kaderi çıkarılabilir. Gezegensel bir çekirdek, 410 ışık yılı uzaklıkta bulunan bir yıldız kalıntısının enkaz diskinin arkasında hala gizleniyor olabilir. Sadece metal içerikli olması, beyaz cücenin yakınındaki muazzam gelgit basınçlarına dayanmasını sağlamıştır.

Beyaz cüce G29-38'in yaklaşık 44 ışık yılı uzakta olması, gökbilimcilerin beyaz cücenin komşu gezegen kalıntıları üzerindeki çekim gücünün ilk doğrudan gözlemlerini yapmalarına olanak sağladı. NASA'daki Chandra X ışını Gözlemevi beyaz cücenin yüzeyinde birkaç X Işını yayılımı keşfetti. Bu radyasyonun izi, spektrumlarına dayanarak beyaz cüceye çarpan gezegensel enkazlara kadar sürülmüştür. Warwick Üniversitesi'nden Tim Cunningham'a göre, beyaz cücelerin gezegen sistemlerinin kalıntılarını yutmaktan sorumlu oldukları düşünülüyor ve bu bulgu bunun ilk doğrudan teyidini veriyor.

Hayatta Kalanlar

Bununla birlikte, hayatta kalanların olma ihtimali her zaman vardır. Yaklaşık 6,500 ışık yılı uzaklıktaki beyaz cüce MOA-2010-BLG-477Lb, Jüpiter'in 1.4 katı kütleye sahip bir gaz devi şeklinde gezegensel bir eşe sahiptir. Tazmanya Üniversitesi'nden Joshua Blackman tarafından açıklandığı üzere, gezegenlerin uzak bir mesafede dolanmaları koşuluyla yıldızlarının ölümünden sonra hayatta kalabilecekleri ilk kez doğrulanmış oldu.

Ancak gaz devinin yörüngesi beyaz cüceye çok yakın, sadece 2,80 AU. Bu kabaca güneş sistemimizdeki asteroit kuşağının bulunduğu yerdir ve yıldız ölümünden kurtulması için yıldıza çok yakın bir konumdadır. Ancak gökbilimciler gezegenin yörüngesinin başlangıçta daha uzakta olduğuna ve ancak beyaz cücenin doğumundan sonra yıldıza yaklaştığına inanıyorlar.

Yıldız Kalıntısının Yakınında Yaşanabilir Gezegenler

University College London'dan Jay Farihi başkanlığındaki son araştırma, beyaz cücelerin yaşanabilir gezegenlerle çevrili olabileceğini öne sürüyor. Şili'deki La Silla Gözlemevi ve NASA'nın TESS uydu teleskopları 117 ışık yılı uzaklıktaki beyaz cüce WD1054-22'yi gözlemledi ve olağandışı bir şey gördü: Her 25 saatte bir, bu yıldız kalıntısından gelen ışık, bir ip gibi birbirine bağlı 26 enkaz bulutu tarafından kapatılıyor.

Gökbilimciler, enkazın düzenli dizilişinin şu anda gözle görülemeyen bir gezegenin etkisinden kaynaklandığına inanıyor. Belki de Dünya büyüklüğünde olan bu cismin beyaz cüceyi yaklaşık 2,5 milyon kilometre mesafeden kuşatması muhtemeldir. Bu da gezegeni yıldız kalıntısının yaşanabilir bölgesinin tam içine yerleştirecektir.

Ekip, bu gök cisminin başlangıçta yıldızın etrafında çok uzak bir yörüngede olduğu için yıldızın ölümünden kurtulduğuna inanıyor. Öte yandan, gezegenin enkaz kuşağının içinde kaybolmuş ve ancak yıldız öldüğünde yeniden ortaya çıkmış olması da mümkün. Farihi'ye göre bu, bir beyaz cücenin yaşanabilir bölgesinde tespit edilen ilk gezegen ya da diğer gök cismidir. Bununla birlikte, WD1054-22 yakınındaki bu gezegenin varlığını doğrulamak için daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.

İkinci Bir Yaşama Sahip Gezegensel Sistemler

Yıldız kalıntılarının etrafında yaşanabilir gezegenler olabileceği fikri ise hem heyecan verici hem de şaşırtıcı. Eğer durum böyle olsaydı, beyaz cüceler hem gezegen katili hem de yaşamı sürdüren olası cennetler olurdu. Bu yıldız artıkları, milyarlarca yıl boyunca, yörüngelerinde hayatta kalan veya gelişen gezegenlere ışık, sıcaklık ve istikrarlı koşullar sağlayabilir.

Başka bir deyişle, güneş sistemimiz ve onun gibi pek çok sistem, yıldızları öldüğünde küçük, sıcak bir beyaz cücenin etrafında yeniden doğabilir.

Details

Kaynak: