Yıldızların evrim geçirerek farklı kütlelerdeki farklı şekillere dönüştüğü devasa ömürlerinin son aşamasına beyaz cüce deniyor. Beyaz cüce aşamasına giren bir yıldız, sahip olduğu ısıyı yavaşça kaybederek koca bir yıldız mezarlığı olan evrende minnacık bir kalıntıya dönüşüyor. Yeni yapılan bir araştırma ise bu sürecin aslında bildiğimizden çok daha uzun sürdüğünü ve beyaz cücelerin ölmemek için epey çaba sarf ettiğini ortaya koyuyor. Beyaz cücelerin ömrünü ve gösterdikleri bu ‘çabayı’ merak ediyorsanız içeriğimize buyurun. 👇
Yıldızların teorik olarak nasıl öldüğünü biliyoruz.
Belirli bir kütleye sahip bir yıldız nükleer füzyon tepkimesi gerçekleştirmeyi kestiğinde bir beyaz cüceye dönüşüyor ve artık içerisinde bulunan ısı sayesinde parlamaya devam ediyor. Zaman içerisinde soğuyarak kara cüce denilen soğuk, ölü bir kristale dönüşerek uzayın karanlığına karışıyor.
Ancak teoride bu şekilde tanımlanan bu süreci henüz doğrulayamamıştık.
Çünkü, evrenin böyle bir sürecin tamamlanması için yeterince yaşlı olduğunu düşünmüyorduk. Gökbilimciler çekirdeğinde değil de yüzeyinde hidrojenin hâlâ kararlı bir şekilde yanmaya devam ettiği bir beyaz cüce keşfederek bu tahminimizde yanılmış olabileceğimizi ortaya koydu.
Yapılan incelemeler, bazı beyaz cücelerin düşündüğümüzden daha yavaş yaşlanıp daha geç ölüyor olabileceğini ortaya koydu.
Bunu da hidrojen açısından zengin olan dış örtülerini yakarak gerçekleştiriyorlar. Bologna Üniversitesi'nden Jianxing Chen konuyla ilgili olarak, 'Bir yıldızın beyaz cüceye dönüştükten sonra da kararlı termonükleer aktivitelere maruz kalabileceğine dair ilk kez gözlemsel kanıt elde ettik. Böyle bir şey bulmayı beklemiyorduk. Çünkü bu keşif, bugüne kadar bildiğimizi sandığımız şeyle çelişiyor' diyor.
Kütlesi Güneş'inkinin yaklaşık sekiz katı olan düşük kütleli yıldızların ömürlerinin son aşamasına beyaz cüce deniyor.
Bu yıldızlar, ömürleri sona erip çekirdeklerinde hidrojen füzyonu tepkimesi gerçekleştiremediklerinde dış örtülerinden kurtuluyor. Geriye kalan çekirdekleri, füzyonun dışarıya doğru uyguladığı basınçtan mahrum kalınca aşırı yoğun bir nesneye dönüşüyor. Maksimum kütlesi Güneş'inkinin yaklaşık 1.4 katı olan bu nesneye beyaz cüce diyoruz. Beyaz cüceler aşırı sıcak olmakla birlikte zamanla soğuyor. Evren yaklaşık 13.8 milyar yaşındayken hesaplamalara göre bir beyaz cücenin tamamen soğuması bundan çok daha uzun sürüyor.
Tahminlere göre Güneş de dâhil olmak üzere evrendeki yıldızların %97'si bir gün beyaz cüceye dönüşecek.
Bu da, farklı tipteki beyaz cücelerin ömürleri hesaplamamız hâlinde evrenin ne zaman sona ereceğini tahmin edebileceğimiz anlamına geliyor. Gökbilimciler beyaz cücelerin soğuma hızını hesapladılar. Yani bir beyaz cücenin kütlesini ve sıcaklığını biliyorsak kaç yaşında olduğunu öğrenebiliyoruz. İçerisinde beyaz cücelerin bulunabileceği yıldız kümelerinin yaşlarını tahmin etmede bu durumdan faydalanabiliriz.
Araştırma ekibi birden çok yıldız kümesini gözlemleyerek farklı aşamalardaki beyaz cüceleri inceliyor ve birbirleriyle karşılaştırıyor.
Ekip şu ana değin Hubble Uzay Teleskobu'nun kameralarını kullanarak M3 ve M13 yıldız kümelerindeki beyaz cüceleri inceliyordu. Bu iki yıldız kümesi, içerlerinde bulunan yıldızların metalikliği açısından benzeşiyor; ikisinde de bol sayıda helyumdan ağır element bulunuyor. Bu tür elementler, birkaç yıldız neslinin ölüm esnasında çekirdeklerindeki elementlerin füzyona uğrayıp uzay boşluğuna salınması sonucu ortaya çıktı. Kısacası, bu elementlerin bolluğunun da yardımıyla yıldızların kaç yaşında olduğunu öğrenmek mümkün.
M3 ve M13'teki yıldızlar 'yatay kol' denilen aşamada.
Güneş'le eşdeğer kütleli bir yıldız, çekirdeğinde füzyona uğrayacak hidrojen kalmadıktan sonra bu aşamaya geçiyor. Dış kabuğunun koptuğu kırmızı dev aşamasını geçtikten sonra çekirdeğinde helyum füzyonu gerçekleştiriyor. İki yıldız kümesindeki yıldızların benzer metalikliğe sahip olması kabaca aynı yaşlarda oldukları anlamına geliyor. Öte yandan, M13'teki bazı yıldızlar M3'ten daha sıcak olduğundan farklı bir şekilde soğudukları düşünülüyor.
Araştırmacılar iki yıldız kümesinde toplam 700'den fazla beyaz cüceyi yakından inceledi.
İnceleme esnasında M3'teki beyaz cücelerin çekirdeklerinin gayet de beklenildiği gibi soğuduğu görüldü. M13'teki beyaz cücelerin kimisi M3'tekilerle aynı şekilde soğurken kimisinin hidrojen açısından zengin bir dış örtüye sahip olduğu gözlemlendi. M13'teki yıldızların yaklaşık %70'inin dış örtüsünde hidrojen yaktığı belirlendi. Bu durum daha uzun süre sıcak kalmalarını, dolayısıyla da yalnızca çekirdeklerinde kalan ısı sayesinde parlayan diğer beyaz cücelerden daha farklı bir hızda yaşlandıkları anlamına geliyor. Bu bilgilerin ışığında, hidrojen yakan beyaz cücelerin ömrünü bir milyar yıl kadar yanlış hesaplamış olabiliriz.
2019'da gökbilimciler anormal derecede sıcak olan farklı bir beyaz cüce türü daha bulmuştu.
Beyaz cücenin ısısı, soğuma sürecini 8 milyar yıl uzatacak kadar fazlaydı. Her ne kadar bunun ardındaki gizem henüz çözülmemiş olsa da, yeni buluntuları da işin içine katacak olursak yıldızların ömrünün bu aşaması konusunda yanıldığımız aşikâr. Araştırma ekibi şu anda M13'e benzeyen başka yıldız kümelerini inceleyerek soğuma sürecini uzatan koşulları daha da kesinleştirmeye çalışıyor.