Bir Dev Yıldızın Yüzeyinde Devasa Boyutlarda Kabarcıklar Gözlendi
Gök bilimciler ilk kez Güneş dışında bir yıldızın, R Doradus’un yüzeyinde gaz hareketini gösteren kabarcıkları ayrıntılı bir şekilde görüntüledi.
R Doradus yıldızının Digitized Sky Survey 2 ile alınmış geniş alandaki görüntüsü
Görüntüler, Avrupa Güney Gözlemevinin (ESO) ortak sahip olduğu Şili’deki ALMA (Atacama Büyük Milimetre Dizisi) radyo teleskop ağıyla elde edildi. Dev yıldızın yüzeyinde Güneş’in 75 katı büyüklüğe ulaşan sıcak gaz kabarcıklarının yüzeyden dışarı ve içeri doğru hareketleri gözlemlendi.
Ruben Earth/Moment Open/Getty Images
ALMA radyo teleskopları
Yıldızların çekirdeklerinde füzyon reaksiyonlarıyla üretilen enerji, temelde radyasyon ve konveksiyon denilen iki farklı yolla yüzeye iletilir. Bu enerji, büyük kütleli yıldızların merkezini saran iç katmanlarında konveksiyonla, iç katmanlarından atmosferin alt katmanına kadar olan bölümde ise radyasyonla taşınır. Güneş gibi daha küçük kütleli yıldızlarda ise durum tam tersidir. Bu tür yıldızların çekirdek yakınındaki iç katmanlarında enerji radyasyonla, daha üst katmanlarda, atmosferin alt katmanına kadar olan bölümde ise konveksiyonla iletilir.
adventtr/iStock.com
Güneş’in katmanları
Güneş’in yakın yüzey görüntüleri, dev konvektif hücrelerin (kabarcıkların) suyun kaynamasına benzer hareketlerini açıkça gösterir. Güneş yüzeyinde aşağı yukarı hareket eden bu hücreler, 1.000 km’den 30.000 km’ye (süper granül yapılar) varan çaplara veya yayılımlara sahip olabilir.
Güneş’in Dünya’ya en yakın yıldız olması (yaklaşık 150 milyon km uzaklıkta) onun yüzeyini ayrıntılı gözlemleme fırsatını sunuyor. Birkaç dev yıldızın gözlemlerden elde edilen disk görüntüleri hariç Güneş dışındaki yıldızların yüzeylerini detaylı görüntüleyebilmek bugüne kadar mümkün olmadı. Güneş dışındaki yıldızlar, Dünya’ya oldukça uzak olduklarından çok büyük çaplı teleskoplarla bile gözlemlendiklerinde sadece nokta ışık kaynağı olarak görünür. Bugüne kadar sadece çok az sayıda dev ve süper dev yıldızın yüzeyi özel tekniklerle disk olarak düşük ayrıntıda gözlemlenebildi. Bu nedenle uzak yıldızlarda diskin çözümlenmesi ve ayrıntıların ortaya çıkarılmaya başlanması oldukça önemli. Yakın zamanda W. Vlemmings ve arkadaşları tarafından Nature dergisinde yayımlanan araştırmaya göre yaşamının ileri aşamasındaki kırmızı dev yıldız R Doradus’un yüzeyinde görüntülenen dev konvektif hücreler, yıldızların yapılarının anlaşılması için büyük önem taşıyor.
R Doradus yıldızının Temmuz ve Ağustos 2023’te ALMA teleskoplarıyla elde edilmiş görüntüleri. Sol alt kenarda Dünya yörüngesinin boyutu karşılaştırma için veriliyor.
R Doradus, Güneş sistemine 180 ışık yılı uzaklıkta bir kırmızı dev ve değişen yıldız (parlaklığı zamanla değişen yıldız). Yarıçapı Güneş’in 350 katı olan (Güneş’ten yaklaşık Mars’a kadar olan bir büyüklük) bu dev yıldız, bilinen büyük boyutlu yıldızlardan biri. Kütlesi Güneş’in kütlesine yakın olan R Doradus, 4-5 milyar yıl sonra Güneş’in ulaşacağı evreler hakkında bilgiler sunması açısından farklı bir öneme sahip.
Süper dev yıldız olan Antares’in VLT (Very Large Telescope) teleskopları ile elde edilmiş disk görüntüsü ve yüzeyindeki dev konvektif hücreler.
R Doradus yıldızında gözlemlenen kabarcıklar veya devasa sıcak gaz hareketleri, aslında Güneş’te de çok daha küçük ölçeklerde ortaya çıkan, konveksiyonla enerji aktarımının bir sonucu. Gözlenen konvektif hücreler Güneş yüzeyinde genellikle 1.000 km boyutlarındayken R Doradus yıldızının yüzeyindekilerin boyutlarının ise Güneş’in 75 katı büyüklüğüne ulaştığı tahmin ediliyor. Bu tür yıldızlarda bu devasa hücreler, iç katmanlardan dışarıya doğru hareket ederken enerji taşımanın yanında iç katmanlardaki daha ağır elementlerin yıldızın üst katmanlarına taşınmasını sağlar ve âdeta bir mikser gibi karıştırıcı rolü oynar. Aynı zamanda R Doradus gibi dev yıldızlarda oluşturdukları büyük çalkantılar nedeniyle maddenin dış uzaya kaçmasına da neden olur.
Daha önce az sayıda büyük boyutlu yıldızda bu tür konveksiyon izleri bu kadar belirgin olmasa da gözlemlenmişti. Ancak R Doradus’un gözlemlenmesiyle bu dev hücrelerin hareket hızları hakkında çok daha fazla bilgi elde edildi. Bilim insanları, bu ve benzeri çalışmalarla fiziğin uzak mesafedeki yıldızlarda nasıl işlediğini gözlemlemenin heyecanını yaşıyor. Öncelikle Güneş’i, onun gelecek yaşam evrelerini ve diğer yıldızların doğasını anlamak için bu gözlemler çok önemli bilgiler sunuyor ve sunmaya devam edecek.
Kaynaklar:
