Samanyolu galaksisinde, Güneş’imizin yakınlarında görece parlak bir yıldız bulunuyor. Gökbilimciler ise bu yıldızın içinde, Güneş sistemimizin ötesindeki bir yıldızda şimdiye kadar saptanan en geniş aralıklı elementleri tespit etmişler.
Michigan Üniversitesinde gökbilimci olan Ian Roederer’in öncülüğündeki çalışmada, HD 222925 yıldızında 65 element olduğu belirlenmiş. Tespit edilen elementlerin kırk iki tanesi, periyodik tablonun altında yer alan ağır elementler.
Bu elementlerin tek bir yıldızda belirlenmesi, gökbilimcilerin “hızlı nötron yakalama süreci” şeklinde adlandırdığı bir olguyu daha iyi anlamasını sağlayacak. Söz konusu süreç, evrendeki ağır elementlerin oluşmasını sağlayan en önemli yollardan biri. Bilim insanlarının elde ettiği sonuçlar önbaskı sitesi arXiv‘e gönderilirken, Astrophysical Journal Supplement Series bülteninde yayımlanmak üzere de kabul edildi.
“Bildiğime göre bu durum, Güneş sistemimizin ötesindeki herhangi bir cisim için rekor niteliği taşıyor” diyor Roederer. “Ayrıca bu yıldızı böylesine eşsiz hale getiren şey de, periyoduk tablonun en alt üçte ikilik kısmı boyunca yer alan elementlerden görece çok yüksek oranda barındırması. Bu elementler, hızlı nötron yakalama süreciyle oluşuyor. Üzerinde çalışmak istediğimiz şey de tam olarak bu: Bu elementlerin nasıl, nerede ve ne zaman oluştuğunun fiziğini anlamak.”
“R-işlemi” şeklinde de adlandırılan bu süreç, demir gibi daha hafif elementlerin mevcudiyetiyle başlıyor. Ardından, bir saniye gibi kısa bir sürede nötronlar hızla bu hafif elementlerin çekirdeğine ekleniyor. Bu sayede selenyum, gümüş, tellür, platin, altın ve toryum gibi HD 222925’te bulunan türden ve gökbilimcilere göre hepsi de yıldızlarda nadiren tespit edilen ağır elementler oluşuyor.
“Bir sürü serbest nötron gerekiyor ve nötronların serbest kalıp atomların çekirdeğine eklenmesi için çok yüksek enerjili koşullar gerekiyor” diyor Roederer. “Böyle bir şeyin olabileceği pek fazla ortam yok; belki iki tane var.”
Bu ortamlardan birisi de nötron yıldızlarının birleşmesi şeklinde doğrulanmış. Süper dev yıldızların çöken çekirdeklerinden oluşan nötron yıldızları, bilinen en ufak ve en yoğun gök cisimleri. Nötron yıldız ikililerinin çarpışması, kütleçekim dalgalarına sebep oluyor. Gökbilimciler, 2017 yılında birleşen nötron yıldızlarından çıkan kütleçekim dalgalarını ilk defa tespit etmişlerdi. R-işlemi, ağır yıldızların ömrünün patlamalı şekilde son bulmasıyla da meydana gelebiliyor.
“R-işleminin nerede meydana geldiğini belirlemek, ileriye yönelik atılmış önemli bir adım. Fakat ‘Bu olayda gerçekte ne oluyor? Burada ne üretiliyor?’ sorusu çok daha büyük bir adım” diyor Roederer. “Bizim çalışmamız da burada devreye giriyor.”
Roederer ve araştırma takımının HD 222925’te belirlediği elementler, ya büyük bir süpernovayla ya da evrenin en erken dönemlerindeki nötron yıldızlarının birleşmesiyle oluşmuş. Tekrar uzaya fırlayan bu maddeler, sonrasında Roederer’in bugün üzerinde çalıştığı yıldıza katılmış.
Bu yıldız, bahsedilen olaylardan birinde neler oluşmuş olabileceğine ilişkin vekil görevi görebilir. Roederer, gelecekte periyodik tablonun altındaki elementlerin üçte ikisinin doğada veya r-işleminde nasıl oluştuğunu göstermek üzere geliştirilen modellerin HD 222925 ile aynı imzayı taşıması gerektiğini söylüyor.
En önemli noktalardan biri de, gökbilimcilerin Hubble Uzay Teleskobu’nda bulunan ve morötesi tayfı toplayabilen bir cihazı kullanmış olması. Bu cihaz, gökbilimcilerin ışık tayfının morötesi kısmındaki ışığı toplamasında kilit önem taşıyor; yani sönük görünen, HD 222925 gibi soğuk bir yıldızdan gelen ışığı.
Kaynak: Michigan Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
