Ölü Bir Yıldızdan Yeni Bir Gezegen Doğabilir mi?

Bir yıldız öldüğünde bunun bir son olduğunu düşünürüz. Yıldız şişiyor, yakınındaki gezegenler için bir tehdit haline geliyor ve dış katmanlarını uzayın sonsuz boşluğuna bırakıyor. Ancak HS 0209+0832 adlı beyaz cücenin çevresinde bu yıkım yeni bir gezegenin ilk adımı olabilir.

Araştırmacıların bulduğu kimyasal izler, yıldızın son döneminde dışarı attığı maddeden oluşan bir gaz devi adayına işaret ediyor. Üstelik yıldız kalıntısı, bu olası gezegenin atmosferinden kaçan maddeyi kendine çekiyor.

Nature Astronomy’deki çok yazarlı ‘Beyaz Cüceye Doğru Madde Biriktiren İkinci Nesil Bir Gezegen Adayının Keşfi’ başlıklı makale yaklaşık 269 ışık yılı uzaklıktaki HS 0209+0832’ye dikkat çekiyor. Yaklaşık 35 bin 800 kelvin sıcaklığa sahip bu beyaz cüce, soğumaya başlayalı 5 milyon yıl olmuş bir yıldız kalıntısı. Bilim insanları gezegenin fotoğrafını çekemese de varlığını ve olası kökenini, yıldızın atmosferine ulaşan maddenin bileşiminden çıkardı.

Araştırmanın başlığında ‘gezegen adayı’ ifadesinin kullanılması önemli. Bulgular bu açıklamayı destekliyor ancak gezegenin özellikleri ve oluşum hikayesi henüz kesinleşmiş değil.

Beyaz cüceler, çevrelerindeki gezegen sistemlerinin kalıntılarını incelemek için doğal yapılar olarak geçiyor. Parçalanmış gökcisimlerinden gelen maddeler atmosferlerine ulaştığında ışık tayfında elementlerin izleri beliriyor. Bu izler çoğunlukla Güneş Sistemi’ndeki kayaç gökcisimlerini hatırlatsa da HS 0209+0832 bu beklentiyi değiştiriyor.

Araştırmacılar makalede, “Güneş Sistemi’ndeki hiçbir nesneye benzemeyen maddeyi kendine çeken bir beyaz cücenin keşfini bildiriyoruz” diyor. Hubble ve FUSE uzay teleskoplarının arşiv gözlemlerini yeniden inceleyen ekip, daha önce açıklanamayan tayf çizgilerinin büyük bölümünü bakır ve niyobyumla eşleştirdi.

Niyobyum için toplam 62 çizgi saptandı. Benzer sıcaklıklardaki metal içeren 33 başka beyaz cücenin FUSE tayflarında ise bu element tespit edilmedi. Tabii ki tek gerekçe farklı elementlerin varlığı değil. Dünya gibi kayaç gezegenlerin temel bileşenlerinden demir saptanmazken silisyumun ancak izine rastlanıyor. Buna karşılık bakır, çinko ve özellikle niyobyum dikkat çekiyor.

Araştırmacılar, elementleri kalsiyuma göre karşılaştırdığında niyobyumun Güneş’tekine kıyasla bin katın üzerinde zenginleştiğini belirtiyor. Atmosferdeki helyum da beyaz cüceye ulaşan kaynağın yalnızca bir kaya parçası olamayacağını düşündürüyor.

İngiltere'deki Warwick Üniversitesi'nde doktora adayı olan gökbilimci ve baş yazar Jamie Williams ise “Beyaz cüce evresinin bir yıldız ve gezegenlerinin öyküsünün bir tür epilog'u olmasından ziyade, bu araştırma, aşina olduğumuz sistemlerin potansiyel olarak çok daha uzun bir öykünün sadece ilk bölümü olduğunu ve bazı yeni karakterlerin ortaya çıkacağını gösteriyor. Bu, peşinden gidilmesi gereken gerçekten heyecan verici bir olasılık” diyor.

Atom çekirdeklerinin nötron yakalamasıyla ağır elementlerin üretildiği nükleer bir süreç olan yavaş nötron yakalanması, yani ‘s-süreci’, ölmekte olan yıldızın dış katmanlarını farklı bir bileşime kavuşturabiliyor. Araştırmacılar, “Onu birinci nesil gezegenden ayıran temel bolluk işareti, s-süreci elementlerinin yüksek düzeyde zenginleşmesidir” diyor. Ayrıca olası gezegenin ham maddesi, yıldız sistemi ilk oluştuğunda kullanılan malzemeden farklı görünüyor.

Araştırmacıların önerdiği senaryoda yıldız, kimyasal sürecin sonunda dışarı attığı maddenin bir bölümünü çevresindeki diskte topluyor. Yeni gezegen bu diskten oluşuyor. Ancak tek bir yıldızın yaklaşık simetrik biçimde kaybettiği madde kolayca uzaklaşabilir.

Ekip, geçmişteki bir eşlikçi gökcisminin disk oluşumunu mümkün kılmış olabileceğini tartışıyor. Düşük kütleli bir eşlikçinin genişleyen yıldızın zarfına girmesi, zarfın atılmasına ve çevrede bir disk kurulmasına yol açmış olabilir.

Üstelik yeni dünyanın bütünüyle sıfırdan oluşması da tek olasılık değil. Makaleye göre sistemin ilk döneminden kalan bir süper Dünya ya da Neptün’den küçük bir gezegen, bu diske girip ikinci nesil bir atmosfer kazanmış olabilir. Böyle bir durumda eski bir çekirdek, yıldızın ölümünden gelen yeni bir gaz örtüsüyle birleşmiş olurdu.

NASA’nın TESS gözlemleri, sisteme ilişkin ikinci bir ipucu sağlıyor: Yaklaşık 4.4 günde bir tekrarlanan, yüzde 0.12 genliğinde bir parlaklık değişimi. Ekip bunu beyaz cüceye yakın dolanan bir gaz deviyle açıklıyor. Sinyal, gezegenin gündüz ve gece taraflarından gelen ısıl ışınımın değişmesinden veya buharlaşan atmosferin oluşturduğu kuyruk benzeri yapının görüş hattından geçmesinden kaynaklanabilir.

NASA Ames Araştırma Merkezi’nde Gezegen Bilimi’nde Araştırma Bilimcisi olan Orkan Mehmet Umurhan’ın ise bu konu hakkında sorduğumuz soruya cevabı şöyle: “Yıldızlar hayatlarının sonuna geldiğinde nova ve süpernova gibi süreçlerle elementler yıldızlararası ortama yayılıyor.”

Moleküler bulutların parçalanıp çökerek yeni yıldızlar oluşturabildiğini belirten Umurhan, çoğu zaman birden fazla yıldızın birlikte oluştuğunu söylüyor. Bazı yıldızlar başlangıçta ikili bir sistemin parçası olup sonra da ayrılabilir.

“Bu çarpışmalar genellikle gezegen oluşumundan çok yıkıcı sonuçlar doğuruyor” diyen Umurhan, gezegen oluşumunu bir yıldızın oluşumunu izleyen süreç olarak yorumluyor. “Ötegezegen araştırmaları anlayışımızı geliştiriyor ama en doğrudan inceleyebildiğimiz yer olduğu için kendi sistemimize odaklanıyoruz.”

Araştırma, yıldızların ölümünden sonra oluşabilecek dünyaları aramak için yeni bir yol gösteriyor. Sıcak beyaz cücelerin morötesi tayflarındaki karbon ve s-süreci elementleri, benzer gezegen adaylarının izini sürmeyi sağlayabilir. Güneş’in geride bırakacağı beyaz cücenin çevresinde de yeni bir gezegen oluşup oluşamayacağını henüz bilmiyoruz.