Skip to main content

Evrenden Bile Daha Yaşlı Yıldız

HD 140283 kod adlı yıldız 14.46 milyar yaşında (tahmini), altdev yıldız evresinde bir yıldızdır. Evrenin 13.77 milyar yaşında (tahmini) olduğunu hatırlayanların ağzınlarını açık bıraktığını gözümde canlandırabiliyorum.  Görünen o ki bazı kesimler tarafından Methuselah yıldızı olarak adlandırılan bu yıldız evrenden bile daha yaşlı.

Bu tarz bir buluş yapıldığında, bizi evren hakkında bildiklerimizi gözden geçirirmeye zorlar ve sonunda kozmolojik teorilerimizde devrim açan buluşlar yapılır. Ancak Methuselah yıldızı konusu bu tarz bir buluş değil. Neden bu tarz bir buluş olmadığını anlayabilmek için öncelikle bir yıldızın yaşının nasıl belirlendiğine bakmamız lazım.

Bir çok yıldız belirli bir kalıpta ilerleyiş gösterir. Bir önyıldız yerçekimsel olarak çökmesi, çekirdeğinde hidrojenin füzyona girmesiyle gerçek, tam bir yıldıza dönüşür. Anakol adı verilen evreye girer ve milyarlarca yıl (boyutuna göre) sabit, istikrarlı bir yıldız olarak hayatına devam eder. Hidrojenin bitmesiyle kırmızı dev ya da benzeri bir dönüşüm yaşayarak son evresine girer.  Yine boyutuna göre süpernova / beyaz cüce v.s. gibi bir şekilde yaşamına son verir.

Anakol bir yıldızın yaşını belirlemek oldukça zordur çünkü bu evrede pek bir değişiklik yaşamazlar. Ufak tefek değişiklikler gözlemlenebilinir ancak bunlar genelde çok belirsiz, göze pek çarpmayan değişikliklerdir. Bir bakıma bir insanın yaşını, yüzüne bakarak belirlemeye çalışmak gibidir. 20 yaşında biri genç gözükürken, 80 yaşında birini yaşlı olarak görürüz, tahmin edebiliriz. Ancak 30 – 50 yaşları arasında birine baktığımızda yaşını tahmin etmek daha da zordur.  Çünkü orta yaşlı biri, hayatının bu evresinde çok değişiklik yaşamaz. Aynı durum anakol evresinde olan bir yıldız içinde geçerlidir.

Gökbilimcilerin şansına HD140283 bir anakol yıldız değil. HD140283 altdev evresinde olanbir yıldızdır yani anakol evresini geride bırakmış, kırmızı dev evresine doğru giden bir yıldızdır. Yaşamının son evresine girmiş olması gerçeği bize bu yıldızın yaşlı bir yıldız olduğunu söylüyor. Bu yıldız kesinlikle bir kaç milyar yaşında olduğuna eminiz.

Bir yıldızın yaşını belirlemek için bilinen, kullanılan başka bir yol ise metallik yöntemidir. Astronomide “metal” hidrojen ve helyum olmayandır. Hidrojen ve helyum big bang ile yaratılan iki elementtir. İlk yıldızların (population III olarakta bilinirler) bu nedenle herhangi bir metal barındırmaması gerekiyor. Bu ilk yıldızlar helyum ve hidrojeni çekirdeklerinde birleştirerek (metale çevirerek) yaşamlarına supernova ile son vermeleri gerekiyor. Bu yıldızlardan arta kalan gaz ve toz bulutu, yer çekimiyle yığılıp, birleşerek yeni yıldızları oluşturdular. Bu yeni yıldızların içinde az da olsa metal barındırdılar (çok değil). Bu yıldızlara düşük-metallik yıldızları (popullation II olarakta bilinirler) deniliyor.

Doğal olarak her bir önceki jenarasyondan arta kalanlarla oluşan bu yeni jenarasyon yıldızlar metalliğin daha yüksek olması beklenir. Bu anlamda metalliğin daha yüksek olduğu yıldızlar, daha az olan yıldızlara nazaran daha gençtirler. Örneğin güneşimiz yüksek metalliği olan bir yıldızdır ve tahmini olarak 4.57 milyar yaşındadır. HD 140283 düşük metalliği olan bir yıldız, bu nedenle ilk jenarasyon yıldızlardan arta kalanlarla oluştuğu tahmin ediliyor. Bu durum, HD 140283 adlı yıldızın evren daha çok gençken oluştuğu anlamına geliyor.

Düşük metalliği olan Methuselah’ın bir subgiant yıldız olarak 12 – 13 milyar yaşında olduğu düşünebilinir. Daha iyi bir tahminde bulunabilinmek için yıldızların çekirdeklerinde nasıl enerji oluşturduklarını ve bunun yıldızın boyutuna ve parlaklığına oranına bakmak gerekir. Bu anlamda nisbeten güzel modellerimiz var ancak bu modeller için yıldızın dikkatli bir şekilde incelenmesi gerekiyor.

En önemli iki inceleme yıldızın uzaklığı ve sıcaklığıdır. Yıldızın sıcaklığını incelemek nisbeten kolaydır; yıldızın spektruma bakılır. Uzaklığı incelemek ise biraz daha zor. Şans eseri HD 140283’in bize yeterince yakın olması nedeniyle paralak ölçüm incelemesini yapabiliyoruz. Bu yöntemle bize uzaklığını 190.1 ışık yılı olarak bulabildik. Sıcaklığını ve uzaklığının bilinmesinin yardımıyla parlıklığını hesaplayabiliyoruz. Böylece yıldızın şuanda ne kadar enerji ürettiğini biliyoruz. Şuanda derken karmaşayı önlemek için uzaklığı olan 190.1 ışık yılı nedeniyle 190.1 yıl önceki halini gözlemleyebildiğimizi unutmayın.

Durum burada iyice zorlaşmaya başlıyor. 2014’ün başlarında yayımlanan Astrophysical Journal Letters’da açıklandığı üzere (ücretli bir yayımdır ancak taslağını buradan görebilirsiniz) yıldızın yaşını bulabilmek için şuanda ne kadar enerji ürettiğini değil, ömrü boyunca ne kadar enerji ürettiğini bilmemiz gerekiyor. Bu oran yıldızın ne kadar demir ve oksijen barındırdığına bağlı olarak değişiklik gösteriyor (demir ve oksijen füzyon oranını direk olarak etkilediği için).

Dikkatli bir şekilde yıldızın metalliğini inceleyen yazar (bilim adamı), özellikle demir ve oksijeni, HD 140283 adlı yıldızın yaşının 800 milyon fazla ya da eksik olmak üzere 14.46 milyar yaşında olduğunu hesaplıyor. Yıldızın yaşı (14.46 milyar) kabul edilen evrenin yaşıyla (13.77 milyar) çakışıyor. Fakat hesaplamada 800 milyon yıl eksik olması durumu düşünülürse yıldızın yaşı 13.6 milyar demek olacaktır ki bu durumda evrenin kabul edilen yaşıyla çakışma durumu ortadan kalmış oluyor. Fakat durumun tersinin hesaplanması durumunda yıldızın yaşı 15.3 milyar oluyor. Bu durumda yıldız evrenden daha yaşlı demek oluyor. Evrenin yaşını (13.77 milyar) destekleyen bir çok kanıtın mevcut olduğu düşünülürse yıldızın en büyük olası yaşını evrenin yaşına karşıt olarak kullanamayız.

Ancak yıldızın en genç yaşını hesaba katsak bile bu bize evrenin ilk periyodu hakkında bir çok bilgi sunuyor. Büyük olasılıkla bu yıldız evren daha 170 milyon yaşındayken oluştu demektir. Üstelik bu yıldız 2. jenarasyon bir yıldız. Bu demektir ki ilk yıldızlar çok daha erken bir süre önce oluştu, ömürleri çok kısa oldu ve kalıntıları nisbeten çok kısa bir sürede soğuyarak HD 140283 gibi yıldızların oluşmasına olanak sağladı.

Bu aşamada aklımız oldukça karışabilir. NASA’nın Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ‘un Şubat 2003’de sunduğu bilgilere göre ilk yıldızlar evren 200 milyon yaşındayken oluştuğunu gösteriyor. Bu durumun ufak bir çakışmaya sebebiyet verdiğini düşünebilirsiniz. Ancak bu sürelerin aşağı yukarı süre olduğunu +/- olarak biraz oynayabileceğini unutmamakta fayda var.

Bu makaleyi hazırlarken şu kaynaktan tercüme yaparken ufak tefek (örnek: WMAP) ek bilgilerde sepiştirerek daha anlaşılır bir hale getirmeye çalıştım. Umarım eğlenerek makaleyi okumuşsunuzdur

Düşüncelerinizi ya da herhangi bir sorunuzu yorumlar bölümünü kullanarak paylaşmayı unutmayınız. Bilgim dahilinde sorularınızı severek cevaplamaya çalışacağım.

Ilgıt Yıldırım

Alanında 16 yıldan fazla tecrübesi olan bir freelance / serbest web yazılımcısıyım. Son 8 yıldır e-ticaret siteleri ağırlıklı çalışmalar yapmaktayım. Web yazılımı konusunda PHP, MySQL, HTML, CSS ana ilgi alanlarımdır.