Atacama Büyük Milimetre/altmilimetre Dizisi ALMA radyo teleskobunu kullanan astronomlar, iki yıldızın bir araya gelerek devasa bir yıldızsal ikili oluşturmasını izledi. Gözlemler, bu yıldızların çoğu ikili yıldızın varsayıldığı gibi aynı gaz ve toz bulutunun çökmesinden oluşmadığını, bunun yerine bebeklik dönemlerinde daha sonra bir araya geldiğini ortaya koydu.
Yeryüzünde tek Güneş’e alışkın olduğumuz için yıldızları bir ölçüde yalnız cisimler olarak görüyoruz. Oysa Samanyolu’ndaki Güneş benzeri yıldızların yaklaşık yarısının bir yoldaş yıldızı var. Bu ortaklık oranı dev yıldızlarda yaklaşık %90’a çıkıyor. Bu dev yıldızlar sonunda süpernova olup kozmik çevrelerini şekillendiriyor. Bu yüzden ikili sistemleri anlamak, yıldızların ve genel olarak galaksilerin anlaşılması için hayati önem taşıyor.
Araştırmayı yürüten ekip, 2019’da yaklaşık 5.300 ışık yılı uzaktaki IRAS 07299−1651’deki hâlâ büyüyen dev yıldızları ya da prot yıldızları ilk kez gözlemledi. Başlangıçta araştırmacılar, bu yıldızların aynı disk şeklindeki gaz ve toz bulutundan parçalanarak oluşmadığını gösteren bir şey görmedi. Ancak dikkat çeken bir nokta vardı: Bu prot yıldızları besleyen ve çevreleyen malzeme diskleri tuhaf bir şekilde hizasızdı.
Sekiz yıl boyunca ekip, ALMA’nın yanı sıra Çok Büyük Dizi VLA’yı ve James Webb Uzay Teleskobu JWST ile Çok Büyük Teleskop VLT’den gelen kızılötesi görüntüleri kullanarak yıldızların konumundaki ince kaymaları haritaladı.
“İlk kez iki dev yıldızın hâlâ doğarken birbirlerinin çevresinde hareket ettiğini izleyebildik” dedi ekip lideri Çin’deki Şanghay Jiao Tong Üniversitesi’nden Yichen Zhang.
Ekip, IRAS 07299−1651’in tam üç boyutlu yapısını ilk kez yeniden kurgulayabildi ve yıldızların birbirlerinin çevresinde nasıl döndüğü, disklerinin nasıl hizalandığı ve uzaya jetleri hangi açıyla fırlattıkları hakkında ayrıntılar elde etti.
“Her teleskop bulmacanın farklı bir parçasını ortaya çıkardı” diyen İspanya Granada’daki Andalucía Astrofizik Enstitüsü IAA’dan ekip üyesi Rubén Fedriani, “Radyo ve kızılötesi gözlemlerin birleşimi bu dev prot ikili sistemin oluşumu hakkında en ince ayrıntıları sağlıyor” ifadelerini kullandı.
Beklenmedik kaos
Ekip gözlemleri karşısında şaşırdı. Bu yıldızların birbirlerinin çevresinde düzgün, neredeyse dairesel yörüngelerde dönmesini bekliyordu. Bunun yerine yörüngelerin oldukça basık ya da ‘eksantrik’ olduğu, neredeyse parabolik olduğu bulundu.
Yıldızlar aynı malzeme diskinde oluşmuş olsaydı, parçalandıktan sonra bile yıldızları çevreleyen bireysel diskler hizalı olurdu. Ancak durum böyle değildi; diskler birbirlerine ve yıldızların yörüngelerine keskin bir açı ile eğikti.
“Üç boyutlu bir bulmaca çözmek gibiydi” diyen Şanghay Jiao Tong Üniversitesi’nden ekip üyesi Yao Wang, “Her yeni gözlem başka bir parça ekledi ve sonunda yörünge, diskler ve jetler tek tutarlı bir resimde bir araya geldi” dedi.
Ekip tarafından gözlenen IRAS 07299−1651’in kaotik yapısı, iki yıldızın aynı malzeme diskinde ortaya çıktığını varsayarsak açıklanması zor.
Bunun yerine araştırmacılar, iki yıldızın ayrı gaz ve toz bulutlarında doğduğunu, ardından şans eseri bir karşılaşmanın iki bebek yıldızı ve kendi doğum kozaflarını bir araya getirdiğini öne sürüyor.
Yıldızların yörüngelerini geriye doğru izleyen araştırmacılar, bu karşılaşmanın yaklaşık 60 yıl önce gerçekleştiğini buldu. Yıldızlar milyarlarca yıl yaşarken bu, kozmik ölçekte bir an demek. Yıldızların çevresindeki disk şeklindeki malzeme cepleri karşılaşmayı şimdiye kadar atlattı ve iyi tanımlanmış yapılarını korudu.
“Bu çalışma, yıldızların erken yaşamlarının oldukça kaotik olabileceğini, şans eseri bir karşılaşmanın bu yerçekimsel dansa ve yıldızsal bağlanmaya yol açabileceğini gösteriyor” dedi ekip üyesi Jonathan C. Tan, Teknoloji Üniversitesi ve Virginia Üniversitesi’nden.
Ekip henüz bu yıldızların birlikte kalmaya mahkûm olup olmadığını ya da sonunda ayrılıp ayrılmayacağını kesin olarak belirleyemiyor. Gerçekten de bu kader henüz mühürlenmemiş olabilir; çevredeki gazla etkileşimler sistemin gelecekte nasıl bir şekil alacağını belirleyebilir.
Ekip, IRAS 07299−1651’in daha fazla gözleminin bu yıldızlar için geleceğin ne getireceğini daha iyi anlamaya yardımcı olacağını umuyor.
Bu arada araştırmacıların benimsediği uzun dönemli izleme yaklaşımı, bilim insanlarına diğer genç dev ikili sistemleri araştırmak için güçlü yeni bir yol sunabilir. Bu da bu tür karşılaşmaların ne kadar yaygın olduğunu ve daha fazla ikili sistemin şans eseri karşılaşmalarla bir araya getirilmiş yıldızlardan oluşup oluşmadığını ortaya çıkarabilir.
Ekip araştırmasını Salı günü 8 Eylül’de Nature Astronomy dergisinde yayımladı.
