İşine yarıyor’: Ölü bir yıldızın küllerinden doğan ‘feniks gezegeni’ keşfedildi

Astronomlar, yakın beyaz cüce yıldızı HS 0209+0832’nin etrafında dönen nadir bir “ikinci nesil” exoplaneti gözlemledi. Bu “ölü yıldız”ın içindeki ağır elementlerin olağandışı karışımı, “bu sistemin eski malzemelerle yeni bir dünya doğurduğu” izlenimini veriyor.

Bilim insanlarının “tamamen beklenmedik” olarak nitelediği keşif, evrende böyle yeniden doğmuş dünyalardan daha fazlasının gizli olabileceğine dair umudu artırıyor ve kendi güneşimizin geleceğine dair bir bakış sunabiliyor.

İsimsiz gezegen, Dünya’dan yaklaşık 270 ışık yılı uzaklıktaki HS 0209+0832 etrafında dönüyor. Beyaz cüceler, yakıtı tükenen büyük kırmızı devlerin arta kalan malzemelerden oluşup büzüşerek oluşan yıldız kalıntıları; bazılarının “zombi yıldız” olarak da anılıyor. HS 0209+0832 özellikle genç bir beyaz cüce: Yaklaşık 63.000 Fahrenheit (35.000 Celsius) derecede yanmaya devam ediyor ve bu geçişi geçmiş birkaç milyon yıl içinde gerçekleştirmiş görünüyor.

Bilim insanları daha önce, ilk kez 1990’ların sonunda gözlemlenen HS 0209+0832’nin görünür ışık spektrumunda sürpriz ağır elementler tespit etmişti. Alüminyum, titanyum ve nikeli de içeren bu elementler beyaz cücelerde normalde bulunmaz; varlıkları olağandışı bir durum olduğunu ima ediyordu. Ancak şimdiye kadar ne olduğunu çözmek için yeterli veri yoktu.

5 Ekim’de Nature Astronomy dergisinde yayımlanan yeni çalışmada araştırmacılar HS 0209+0832’ye daha yakından baktı. Hubble’ın güncellenmiş aletlerinin ve diğer gözlem evlerinden gelen verilerin kullanıldığı çalışma, yıldızlı zombinin daha detaylı bir spektrumunu ortaya koydu. Bu, çinko ve bakır gibi ek ağır elementlerin yüksek konsantrasyonunun yanı sıra, bir beyaz cücede hiç görülmemiş olan niyobiumun da görünmesini sağladı.

Araştırmacılar, bu yerlisinelementlerin eski kırmızı devin ölüm sancılarında oluştuğunu ve daha sonra yeni oluşturulan beyaz cücenin etrafında “ikinci nesil” bir gezegen içinde birleştiğini düşünüyor. Bu hayali gezegenin atmosferinin beyaz cüce yıldız rüzgarları tarafından soyulduğunu, nadir elementlerin de geriye zombi yıldıza düştüğünü öngörüyorlar.

Takip gözlemleri ardından HS 0209+0832’nin parlaklığında tekrarlayan bir düşüş kaydedildi; bu da exoplanetin öldürülmemiş yıldızın önünden defalarak geçtiğini ima etti. Gezegenin yaklaşık 4,4 Dünya günü süren yörüngesi ve yıldızın önünden geçiş sürelerine dayanarak ekip, gezegenin kabaca Dünya boyutlarında olduğu tahmininde bulundu. (Beyaz cüceye yakınlığı da atmosferinin soyulduğu hipotezini destekliyor.)

“İkinci nesil dünyalar, bir yıldız ölürken yaydığı malzemelerden oluşan dünyalardır,” diyor çalışmanın ilk yazarı Warwick Üniversitesi’nde (İngiltere) astronomi ve astrofizik alanında doktora adayı. “Son derece nadirler ve bir beyaz cüce etrafında böyle biri bulmak tamamen beklenmedikti. Bir gezegenin, daha önce döndüğü yıldızın küllerinden doğması gibi biraz şey.”

“Beklenmedik”

Bu, astronomların bir beyaz cüce etrafında exoplanet gözlemlediği ilk değil. Örneğin 2019’da yeni çalışmanın bazı yazarları daha önce yabancı bir dünyayı keşfetmişti. Ancak o durumda, bunun yıldızının ateşli sonunu nasıl olsa atlatan birinci nesil bir dünya olduğu konusunda emindiler.

Ancak HS 0209+0832’ye düşüyormuş gibi görülen ağır elementler ve birinci nesil dünyalarda yaygın olan silisyum ve demir gibi diğer elementlerin nispeten azlığı, yakın zamanda tespit edilen bu yeni dünya için böyle olmadığını ima ediyor.

“Bu element deseni, ölen yıldızların şişkin kırmızı dev fazlarında ağır elementleri sentezlediği ‘s-süreci’nin belli işaretidir,” diyor çalışmanın ortak yazarı Wisconsin-Madison Üniversitesi’nde astronom. “Sıradan birinci nesil bir gezegen taşımaması gereken kimyasal bir imza; bu yeni gezegenin farklı bir şey olduğunu söyledi.”

Bunun yerine, yeni tespit edilen exoplanet muhtemelen genişleyip kendi üzerine çökmeden önce ölen kırmızı dev tarafından yayılan malzemelerden doğdu.

Benzer feniks dünyaları daha önce keşfedilmişti; örneğin süpernova olarak patlayan yıldızlardan oluşan pulsarlar gibi. Ancak şimdiye kadar böyle dünyalar bir beyaz cüce etrafında hiç görülmemişti.

“Beyaz cüce HS 0209+0832 etrafındaki gezegenin dikkat çeken yanı, bunun başka bir yerden gelen ya da sistemin doğuşundan hayatta kalmış biri değil; kendi yıldızının ölürken yaydığı malzemelerden inşa edilmiş gibi görünmesi,” diyor çalışmanın ortak yazarı Warwick Üniversitesi’nde astrofizikçi ve 2019’da WDJ0914+1914 etrafındaki exoplaneti keşfetmeye de yardımcı olan. “Bir anlamda, bu sistemin eski temellerle yeni bir dünya doğurduğu söylenebilir.”

HS 0209+0832 kırmızı devken başka exoplanetler barındırmış olabilir. Ancak varlarsa, ölen yıldız şişerken alevlerde yok olmuş olmalardır; tıpkı uzmanların güneşimizin yakıtı tükenip kırmızı deve dönüştüğünde yapacağı şey gibi.

Güneşimiz şişmeyi bitirdiğinde beyaz cüceye dönüşecektir. Yeni keşif, yıldızımızın da dönüşümünden sonra yeni dünyaları barındırabileceğini ima ediyor; bu da bir nevi 2.0 güneş sistemi yaratıyor.

“Bu tek örneği bulmak, evrende daha kaç tanesi olabileceği sorusunu ve kendi güneşimizin güneşimizin küllerinden ikinci nesil bir gezegeni barındırabilir mi sorusunu ortaya koyuyor,” diyor Gänsicke.

Ancak yeni bulunan exoplanetin nasıl oluştuğu ve dolayısıyla bu senaryonun ne kadar olası olduğu tam olarak çözülmesi için daha fazla çalışma gerekiyor. Araştırmacılar, yeni dünyanın oluşturulması için kayıp bir yıldız kardeşi gibi başka bir nesnenin gerekli olmuş olabileceğini düşünüyor.

“Bu durumda protoplanet diskinin oluşması kolay değil ve bu dünyaların böyle nadir olmasını açıklıyor,” diyor Williams. “Bir gezegeni doğurmak için gerekli malzemenin diskinin oluşturulması için HS 0209+0832 muhtemelen saçılan malzemeyi kaçırıp uçurmaktansa yörüngeye geri çeken bir eş yıldız gerektirmiş olmalı.”