Bir Yıldız Ne Kadar Soğuk Olabilir?

Yıldızların parlaklıklarına ve sıcaklıklarına (ya da renklerine) göre konumlandığı grafikler, Hertzsprung-Russell diyagramı olarak adlandırılır. Bu diyagramda ana kol olarak adlandırılan, Güneş gibi hidrojen yakan yıldızların etrafında konumlandığı bir yay yer alır. Yeni doğmuş yıldızların yaydığı ışık enerjisinin kaynağı, hidrojen atomlarını helyuma dönüştüren füzyon tepkimeleridir. Dolayısıyla yeni doğmuş yıldızlar, hidrojeni tüketip yaşam döngülerinin bir sonraki aşamasına geçene kadar, Hertzsprung-Russell diyagramının ana kolu üzerinde yer alır.

Zamanla giderek yoğunlaşan ve ısınan bir gaz bulutunun bir yıldıza dönüşüp dönüşmeyeceğini belirleyen ana etken kütledir. Hidrojen füzyonunu gerçekleştirerek ışık üreten bir yıldızın ortaya çıkması için kütlenin en azından Jüpiter’inkinin 75-80 katından daha fazla olması gerekir. Kütlesi Jüpiter’inkinin 13 ila 75-80 katı olan gök cisimleri ise “başarısız yıldızlar” olarak adlandırılır. Bir başka adı “kahverengi cüceler” olan bu cisimler, kısa bir süreliğine döteryum (çekirdeğinde bir nötron bulunan hidrojen izotopu) füzyonu gerçekleştirebilir. Ancak çekirdek sıcaklıkları hiçbir zaman hidrojen füzyonunun gerçekleşmesine imkân verecek seviyeye yükselmez ve dolayısıyla hiçbir zaman gerçek bir yıldıza dönüşemezler.

Hertzsprung-Russel diyagramında ana kolun sağ-alt kısmında yer alan en düşük kütleli ve en düşük sıcaklığa sahip yıldızlar “kırmızı cüceler” olarak adlandırılır. Yeni doğmuş bir yıldızın yüzey sıcaklığının ne kadar düşük olabileceği hakkında fikir edinmenin bir yolu, uzayı gözlemleyip kırmızı cücelerin yüzey sıcaklığını ölçmektir. Ancak bu yöntemle net bir sonuç elde etmek zordur. Çünkü kırmızı cüceler ve kahverengi cüceler yaşamlarının ilk yıllarında birbirlerine çok benzer. Her iki tür gök cismi de kırmızı renkli ve solgundur.

Bir Hertzsprung-Russell diyagramı

San Diego’daki Kaliforniya Üniversitesinden Chih-Chun Hsu, Adam Burgasser ve çalışma arkadaşları, yakın zamanlarda yeni doğmuş bir yıldızın sahip olabileceği en düşük sıcaklık hakkında fikir veren sonuçlara ulaştıklarını açıkladılar.

Yeni doğan yıldızlar ve kahverengi cüceler, içinde bulundukları gök adanın kütle merkezi etrafında dolanırken hemen hemen çembersel bir yörünge takip eder. Ancak zaman içinde etraftaki gaz bulutlarının ve diğer gök cisimlerinin kütle çekimi etkisiyle yörünge yayvanlaşır, daha eliptik bir hâl alır. 

Kırmızı cüceler sadece yaşamlarının ilk dönemlerinde kısa bir süre solgun kırmızı renkte görünür. Dolayısıyla solgun kırmızı renkteki bir kahverengi cücenin daha çembersel bir yörünge takip etmesi beklenir. Kırmızı cüceler ise en uzun ömürlü yıldızlar arasındadır. Milyarlarca yıl boyunca solgun kırmızı renkte görünmeye devam ederler. Bu yüzden kırmızı cücelerin çoğunun daha eliptik bir yörünge takip etmesi beklenir.

Araştırmacıların soluk kırmızı gök cisimleriyle ilgili yaptıkları gözlemler; eliptik yörüngeye sahip, daha yaşlı gök cisimlerinin yüzey sıcaklığının 1.200 °C-1.400 °C’ın üzerinde olduğunu gösteriyor. Daha düşük sıcaklıklara ise ancak daha çembersel yörünge takip eden, daha genç gök cisimleri arasında rastlandığı belirtiliyor. Araştırmacılar, bu sonuçların kırmızı cücelerin ve dolayısıyla herhangi bir yıldızın yüzey sıcaklığının 1.200 °C-1.400 °C’ın altında olamayacağına işaret ettiğini söylüyor. Ancak daha net bir fikir edinmek için analiz edilen veri tabanının genişletilmesine ihtiyaç olduğunu da belirtiyorlar.

Araştırma ile ilgili detaylı bilgiye The Astrophysical Journal’da yayımlanan makaleden ulaşabilirsiniz.