Türk bilim insanlarından CN Lyn yıldız sisteminin oluşumuna ışık tutan keşif
İÜ Astronomi ve Uzay Bilimleri Kısmı Galaktik Yapı Çalışma Kümesi, CN Lyn yıldız sisteminin tabiatının ortaya konmasına yönelik 2 yıl evvel araştırma başlattı.
İÜ BAP Ünitesi ve TÜBİTAK tarafından desteklenen araştırmada, TESS ve Gaia uydularından elde edilen yüksek çözünürlüklü fotometrik ve astrometrik bilgiler ile yer tabanlı tayfsal datalar bir ortaya getirildi.
Yapılan çalışma sonucunda üçlü yıldız sistemi CN Lyn’ın farklı vakitlerde ve yıldız oluşum teorisine muhalif formda meydana geldiği keşfedildi.
Bu araştırmada, CN Lyn yıldız sisteminin Samanyolu diskinin hududunda oluştuğu ve üçüncü bileşenin Galaksi halosundan gelerek sisteme sonradan katıldığı tespit edildi.
Bu keşif, çoklu yıldız sistemlerinin bir molekül bulutunun çökmesiyle her vakit birebir kimyasal yapıda oluşmayabileceğini de gösterdi.
“Bu buluş, dünya tarihinde birinci sefer Türk astrofizikçileri tarafından literatüre kazandırıldı”
İÜ Fen Fakültesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Kısmı Öğretim Üyesi Prof. Dr. Selçuk Bilir, yıllarca birbiri etrafında dönen çift yıldızları incelediklerini lakin bu çift sistemlerden birinin her vakit ilgilerini çektiğini söyledi.
Bu çeşit yıldızların “metalce yoksul yıldızlar'” olarak isimlendirildiğini belirten Bilir, yeni gelen datalar doğrultusunda bu yıldızı yine tahlil etmeye karar verdiklerini kaydetti.
Bilir, bu kapsamda çift yıldızları hem uydu bilgileriyle hem de yer tabanlı tayfsal müşahedelerle hassas halde incelediklerini anlatarak, “Bunun akabinde tahlilleri yaptık. Tahliller, CN Lyn sistemindeki baş ve yoldaş yıldızların metalce yoksul tabiatlarını ortaya koymakla birlikte, üçüncü bileşenin başkalarından metalce daha da yoksul olması dikkatimizi farklı boyuta çekti. Zira sistemin metalce yoksul olduğu bilinmesine karşın sistemdeki üçüncü bileşenin başkalarından yaklaşık 10 kat daha metalce yoksul olması, CN Lyn’ın yıldız evrim teorilerine alışılmamış yapıya sahip olduğunu gösterdi.” tabirlerini kullandı.
CN Lyn yıldız sisteminin beklenenin bilakis galaksinin etkileşiminin çok zayıf olduğu bir bölgede, güneşin kütlesine nazaran daha büyük kütleli iki yıldızın daha küçük kütleli bir yıldızı çekmesiyle oluştuğunu tespit ettiklerini vurgulayan Bilir, “Bu buluş, dünya tarihinde birinci defa Türk astrofizikçileri tarafından literatüre kazandırıldı. Bu keşif, klasik düşünme biçimimizi değiştirecek zira statik kozmosta yaşamıyoruz, bilakis hareketli kozmosta yaşıyoruz. Yaptığımız tahliller sonucunda galaksinin merkezi etrafındaki hareketi dikkate aldığımızda, metalce yoksul bir yıldızın bir sisteme sonradan dahil olabileceğini ortaya koyduk.” diye konuştu.
“Bu yıldız, şimdi galaksimiz oluşurken meydana gelen yıldızlardan biridir”
Prof. Dr. Bilir, buluşlarının üçlü sistemlere yönelik yapılacak yeni çalışmalara daha farklı bakılmasına neden olacağını vurguladı.
CN Lyn’ın, Samanyolu Galaksisi’ndeki üçlü yıldız sistemlerinden biri olduğunu kaydeden Bilir, şunları söyledi:
“Yaptığımız hesaplamalar, bu sistemin galaksi merkezinden yaklaşık 50 bin ışık yılı uzaklıkta oluştuğunu gösterdi lakin üçüncü bileşenin, yıldız sistemi galaksi merkezi etrafında dolanırken, galaksinin çekim kuvvetinin zayıf olduğu bir bölgede yakalanması sonucu sisteme sonradan dahil olduğu tespit edildi. Bu üçlü yıldız sisteminin baş ve yoldaş yıldızları yaklaşık 4 milyar yıl yaşındayken, üçüncü bileşenin 12,5 milyar yıl yaşında olması, onun galaksimizdeki bir halo yıldızı olduğunu gösteriyor. Yani bu yıldız, şimdi galaksimiz oluşurken meydana gelen yıldızlardan biridir. Yapılan yörünge tahlilleri, üçüncü yıldızın galaksi diskini geçerken CN Lyn’ın baş ve yoldaş bileşenlerinin çekim kuvvetiyle yakalanarak sisteme dahil olduğunu ortaya koydu. Bu keşif, literatürdeki birincilerden biri olarak kabul ediliyor.”
Akdeniz Üniversitesi Uzay Bilimleri ve Teknolojileri Kısmı öğretim üyesi Prof. Dr. Volkan Bakış ise sistemin 10 yıla yayılan müşahede bilgilerini inceleyerek, çift sistemin kütle merkezinin vakitle değiştiğini gördüklerini lisana getirdi.
Bunun fakat üçüncü cismin varlığıyla açıklanabileceğini vurgulayan Bakış, “Yaklaşık 37 ışık dakikası büyüklükte bir yörüngede dolanan üçüncü cismin varlığı, yakın çift yıldızın da 0,3 ışık dakikası büyüklüğünde bir yörüngede hareket etmesine yol açmaktadır. Yakın çift sistemin bu hareketi de ondan bize gelen ışığın gecikmesine neden oluyor.” dedi.
Prof. Dr. Bakış, zaman gecikmesini de tahlil ederek, sürat değişiminden elde edilen bulgularla birleştirerek üçüncü cismin yörünge eğimini ve kütlesini belirlediklerini tabir etti.
“Üçüncü bileşenin halodan gelerek sisteme sonradan katıldığına dair bulgu elde ettik”
İÜ Astronomi ve Uzay Bilimleri Kısmı Araştırmacısı Dr. Neslihan Alan, yıldızların çoklukla büyük moleküler bulutlardan doğarak kümeler halinde oluştuğunu kaydetti.
Ancak kimi yıldızların vakitle sistemlerinden ayrılarak tek başlarına kalabildiğini ve hayatlarına tek yıldız olarak devam edebildiğini belirten Alan, “Güneş de aslında bu kategoriye giren bir yıldızdır. CN Lyn üzere çift yahut çoklu yıldız sistemleri ise kütle çekimsel olarak birbirlerine bağlı yıldızlardan oluşur ve ortak kütle merkezi etrafında dolanırlar.” bilgisini paylaştı.
Alan, İstanbul Üniversitesi Galaktik Yapı Çalışma Kümesi’nin yıldız sistemlerini yıllardır incelediğine işaret ederek, şunları kaydetti:
“Çalışmada farklı teknikleri bir ortada kullandık ve disiplinler ortası bir yaklaşım benimsedik. Bu sayede daha kapsamlı bilgiler elde edebildik. Yıldızların çoklukla birebir moleküler buluttan birlikte doğduğu istikametindeki oluşum senaryolarını daha çok dikkate alıyoruz fakat yaptığımız bu çalışmada, kelam konusu sistemin galaksinin hududunda doğduğunu ve üçüncü bileşenin halodan gelerek sisteme sonradan katıldığına dair bulgu elde ettik. Bu da aslında yıldızların oluşum düzenekleriyle ilgili mevcut anlayışımızı sorgulamamıza neden oluyor.”
İÜ Astronomi ve Uzay Bilimleri Kısmı Araştırmacısı Dr. Gökhan Yücel, çalışma kapsamında hem yer tabanlı hem de uydu tabanlı teleskoplardan data topladıklarını belirtti.
Yer tabanlı teleskoplarla ışığın tahlilini yaparken, uzay tabanlı teleskoplarla da bu ışık değişimlerini incelediklerini anlatan Yücel, “Sistemin uzun müddettir üçlü bir sistem olduğu biliniyordu lakin yer tabanlı teleskoplarla elde edilen bilgiler gereğince tahlil edilmemişti. Ben üçüncü yıldızın izini taşıyan datayı inceledim ve bu yıldızın kimyasal olarak çok farklı yapıya sahip olduğunu ortaya çıkardım.” formunda konuştu.
Yücel, güneş civarındaki yıldızların ekseriyetle benzeri metal bolluklarına sahip olduğunu aktararak, şunları söyledi:
“Analizlerimizde üçüncü yıldızın metalce yoksul yıldız olduğunu tespit ettik. Bu yıldız, galaksinin hudutlarında bulunan, çok yaşlı ve kainatın birinci oluştuğu devirde meydana gelen yıldızlardan biri. O periyotta galaksimiz şimdi metalce zenginleşmemişti. Üçüncü bileşenin bu türlü bir ortamda doğarak sisteme sonradan katıldığını öğrendik. Literatürde bu biçimde bir sistem bulunmuyor ve bu türlü bir yapının oluşabileceği daha evvel bilinmiyordu fakat biz birçok ispatla bunu gösterdik.”
“Üçüncü bileşenin yaşı ve kimyasal bileşimi, başka yıldızlarla uyumlu değildi”
İÜ Astronomi ve Uzay Bilimleri Kısmı Araştırmacısı Dr. Remziye Canbay ise yürüttükleri çalışma kapsamında CN Lyn sisteminin kinematik ve dinamik yörünge tahlillerini gerçekleştirdiklerini söyledi.
Sistemdeki bileşen yıldızların kimyasal olarak farklılık göstermesinin, yıldız sisteminin yaşına bağlı olarak galaksi içindeki doğum bölgesinin tespit edilmesi gerekliliğini ortaya çıkardığını tabir eden Canbay, şu bilgileri verdi:
“Sistemdeki baş ve yoldaş bileşenlerin yaşını dikkate alarak gerçekleştirdiğim dinamik yörünge tahlilleri sonucunda CN Lyn’ın galaksinin hudutlarında doğduğunu belirledim. Bu durum, en azından baş ve yoldaş bileşenlerin güneşin metal bolluğuna kıyasla daha yoksul bir Galaktik bölgede oluştuğunu ortaya koydu fakat sistemdeki üçüncü bileşenin yaşı ve kimyasal bileşimi, başka yıldızlarla uyumlu değildi. İleri seviye yörünge tahlilleri sonucunda üçüncü yıldızın galaksinin oluşumu sırasında meydana geldiğini ve Galaktik yörüngesinin hayli basık olması nedeniyle galaksinin çekim kuvvetinin zayıf olduğu bölgede, CN Lyn sistemindeki baş ve yoldaş bileşenlerin çekim kuvvetiyle yakalandığını tespit ettik.”
