Hiper hızdan bahsediyoruz.
“Kayan bir yıldız gibi parladığını gördüm.”
Shakespeare’in “Richard II” oyununda, Salisbury Kontu geleceği düşünürken böyle diyor. İngiliz Rönesansı döneminde insanlar, kayan yıldızların cennetten düşen ışıklar olduğuna veya bunların birer felaket habercisi olduklarına inanmış. Fakat 19’ncu yüzyılın sonlarında, bilim insanları gerçeğin çok daha alelade bir şey olduğunu ortaya çıkarmış. Günümüzde sık sık kayan yıldız veya yıldız kayması şeklinde adlandırılan bu cisim veya olaylar, Dünya’nın atmosferine girdiklerinde hızla yanan ufak kaya parçaları veya tozlardan ibaret.
Fakat doğanın size bir sürprizi var: Kayan yıldızlar gerçek.
Georgia Eyalet Üniversitesinin Fizik ve Gökbilim Fakültesinde öğretim görevlisi olan Idan Ginsburg, göksel mekanikler üzerinde çalışıyor; yani yıldızlar, gezegenler ve galaksiler gibi cisimlerin nasıl hareket ettiklerini inceliyor.
Sloan Dijital Gökyüzü Gözlem projesi ile Fred Lawrence Whipple Gözlemevindeki teleskopları bir araya getiren bilim insanları, 2005’ten 2014’e kadar devasa bir gözlem programı yürütmüş ve bu programda inanılmaz hızlarda yolculuk ederek ana galaksilerinin kütleçekiminden kurtulabilen yeni bir yıldız sınıfı keşfetmişler.
Gökbilimciler, hiper hızlı yıldızlar şeklinde adlandırılan ve saatte milyonlarca kilometre hızla giden bu gerçek kayan yıldızları daha yeni yeni anlamaya başlıyor.
Dönen yıldızlar ve sapanlar
Hiper hızlı yıldızların hikayesi, ABD’deki Ulusal Los Alamos Laboratuvarları’nda çalışan kuramcı Jack Gilbert Hills’in aklına 1988’de yaratıcı bir fikir gelmesiyle başlıyor. Hills, ikili bir yıldız sisteminin (yani birbirine kütleçekimsel şekilde bağlı olan ve ortak bir kütle merkezinin etrafında dönen iki yıldızın), Samanyolu galaksisinin merkezindeki dev kara deliğin yakınından geçmesi halinde neler olacağını merak ediyor. Bunun sonucunda hesaplama yapmaya başlayan Hills, kara deliğin çekim kuvvetinin ikili yıldız sistemini birbirinden ayırabileceğini keşfediyor.
Buz üstünde kayan iki patencinin el ele tutuşarak döndüğünü hayal edin. Bu patenciler ellerini bıraktıkları zaman birbirinden uzaklaşacaktır. Benzer şekilde; ikili bir yıldız sistemindeki iki yıldız da bir kara deliğin yakınından geçtikleri zaman ayrıldıklarında birbirlerinden uzağa fırlarlar. Bu gibi bir karşılaşmada, yıldızlardan biri galaksinin tümüyle dışına fırlayacak kadar enerji toplayabilir.
Gökbilimciler artık hiper hızlı yıldızların bu şekilde doğduğunu biliyor:
Kuramlar, gözlemler ve canlandırmalar
Hills’in ileri görüşlü makalesinin yayımlanmasından sonra, gökbilim camiası hiper hızlı yıldızları etkileyici bir ihtimal şeklinde görmeye başlamış. Fakat gözlem ile elde edilen bir kanıt yokmuş. Bu durum, 2005 yılında değişmiş.
Bir araştırma takımı ABD’nin Arizona eyaletinde yer alan MMT Gözlemeviyle Samanyolu’nun halesindeki yıldızları gözlerken, hiç beklenmedik bir şey çıkagelmiş. Bir yıldızın, Samanyolu galaksisinden yaklaşık 3,2 milyon km/s hızla çıktığını gözlemlemişler. Bu cisim, bilinen ilk hiper hızlı yıldız olan HVS1’miş.
Yapılan gözlemler, hikayenin sadece bir bölümünü söylüyor. Fakat Ginsburg ve danışmanı, hiper hızlı yıldıza eşlik eden diğer yıldızın ayrıldıktan sonra başına neler geldiği gibi diğer soruların cevabını bulmak üzere bilgisayarda yürütülen canlandırmalara yönelmiş. Araştırmacıların yazdığı modeller, önceki çiftte yer alan diğer yıldızın genelde kara deliğin etrafında dönmeye devam ettiğini göstermiş; tıpkı Dünya’nın Güneş etrafında dönmesi gibi.
Yapılan canlandırmalarda fizik kanunları kullanılarak, hiper yıldızlar da dahil olmak üzere yıldızların yörünge ve güzergâhları hesaplanıyor. Şekil: ESO/L. Calçada/spaceengine.orgBu modelleme çalışmalarından çıkan bir başka heyecan verici sonuç da, bazen iki yıldızın birbirine çarpabildiğinin keşfedilmesi olmuş. Böyle bir şey gerçekleştiğinde, yıldızlar kaynaşarak çok büyük tek bir yıldız haline gelebiliyormuş.
Bu yıldızlardan birinin etrafında dönen bir gezegenin başına neler gelebileceğini merak ediyorsanız, araştırmacılar onu da modellemişler. 2012’de yayımlanan kısa bir makalede Ginsburg ve meslektaşları, galaksimizin merkezinde yer alan kara deliğin gezegenleri ışığın neredeyse %5’i hızında fırlatabileceğini göstermişler.
Günümüz itibarıyla hiçbir hiper hızlı gezegen keşfedilmiş değil ancak bu cisimlerin mevcut olması ve bazı şanslı gökbilimcilerin kendilerine rastlamasını beklemeleri çok muhtemel.
Hızlı yıldızların hepsi galaksiyi terk etmiyor
2013 yılında fırlatılan Gaia uzay aracının verilerinden faydalanan Ginsburg ve meslektaşları, gökbilim camiasının daha önce “hiper hızlı yıldızlar” olarak düşündüğü yıldızlardan bazılarının aslında Samanyolu galaksisine bağlı kalabileceğini keşfetmiş.
Söz konusu sonuç kulağa hayal kırıklığı gibi gelse de, aslında çok önemli iki noktayı ortaya çıkarıyor. Birincisi, yıldızları yüksek hızlara ulaştıran farklı işleyişler var. Günümüzde gökbilimciler, binlerce hızlı yıldız olduğunu biliyor. Fakat bir yıldızın sırf hızlı gitmiyor olması, onun Samanyolu’ndan kopmuş hiper hızlı bir yıldız olduğu anlamına gelmeyebilir. İkincisiyse Samanyolu’ndan çıkan gerçek hiper hızlı yıldızlar, zannedilenden daha nadir olabilir.
Gelecek hızlı ve parlak
Gerçek kayan yıldızların var olması, Ginsburg’a göre güzel bir şey. Eşit derecede harika olan diğer bir şey de, bu yıldızların güzergâh ve hızlarını incelemenin, günümüzde bilimdeki en önemli soruların bazılarına cevap bulunmasına yardımcı olabilecek olması.
Örneğin hiper hızlı yıldızlar, evrendeki karanlık maddenin doğası ve dağılımına yönelik ipuçları sunabilir. Hiper hızlı yıldızlar, galaksinin merkezinde birden fazla kara delik olup olmadığını cevaplamanın anahtarı da olabilir.
Ginsburg’un öğrencileri, NASA’nın Geçiş Yapan Ötegezegen Gözlem Uydusu’nu (TESS) kullanarak inanılmaz derecede hızlı olan bu yıldızların etrafında gezegen arıyor. Hiper hızlı bir yıldızın etrafında sadece bir gezegenin bile keşfedilmesi, gezegenlerin oluşumuna ve hayatta kalabilirliğine yönelik fikirleri sonsuza kadar değiştirecek.
Bu yıldızlar hızlı olsa da, doğanın sırlarına yavaşça ışık tutuyorlar. Kendi gözlerinizle gerçek bir kayan yıldız göremeyebilseniz dahi, bir tanesini görmek için dilek tutabilirsiniz elbet.
Yazar: Idan Ginsburg/The Conversation. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
