Patlayıcı bir yamyam beyaz cüce yıldız, kurbanının etrafında inanılmaz derecede yakın bir yörüngede keşfedildi. Böylece bu tür ikili yıldız sistemlerinin nasıl evrimleştiğine dair 30 yıllık teori kanıtlanmış oldu.

Galaksimizde bulunan yıldızların neredeyse yarısı güneş gibi tektir yalnızdır. Diğer yarısı, diğer yıldızların etrafında çift ya da çoklu sistemler halinde bulunurlar. Yörüngeleri birbirlerine o kadar yakın olan yıldızlardan oluşur ki, bazı yıldız sistemleri Dünya ile ay arasına (385 bin km) sığabilir.

Gökbilimciler, her 51 dakikada bir birbirlerinin etrafında dönen, son derece kısa bir yörüngeye sahip bir yıldız çifti keşfettiler. Sistem, güneşimize benzer bir beyaz cücenin (yanmış bir yıldızın sıcak, yoğun bir çekirdeğinin) etrafında çok yakın dönen “dehşet verici değişken” (cataclysmic variables) olarak bilinen nadir bir ikiliydi.

İki yıldız milyarlarca yıl içinde yakınlaşarak beyaz cücenin toplanmaya başlamasına veya yoldaş yıldızdan malzeme yemesine neden olduğunda, bir felaket değişken yıldız meydana gelir. Bu sistem süreç içinde, yüzyıllar önce gökbilimcilerin bilinmeyen bir felaketin sonucu olduğunu varsaydıkları muazzam, değişken ışık parlamaları yayarlar.

Ekibin ZTF J1813+4251 olarak etiketlediği yeni keşfedilen sistem, bugüne kadar tespit edilen en kısa yörüngeye sahip felaket bir değişken sistemdir. Geçmişte gözlemlenen bu tür diğer sistemlerden farklı olarak, gökbilimciler her bir yıldızın özelliklerini tam olarak ölçebildiler.

Bu ölçümlerle araştırmacılar, sistemin bugün muhtemelen ne yaptığına ve önümüzdeki yüz milyonlarca yıl boyunca nasıl gelişmesi gerektiğine dair simülasyonlar yaptılar.

Bir felaket değişen yıldız sistemini gösteren çizim. Bu sistem, daha büyük bir kırmızı cüce (solda) ile karşılıklı yörüngede bir beyaz cüce (sağda) içerir. 

Onlarca yıl önce, araştırmacılar, bu tür felaket değişkenlerin ultra kısa yörüngelere geçmesi gerektiğini tahmin etmişlerdi. Dolayısıyla ilk defa böyle bir geçiş sistemi doğrudan gözlemlenmiş oldu.

MIT’den Kevin Burdge, “Bu sistemlerden birinin hidrojenden helyum birikimine geçerken yakaladığımız nadir bir durum. Bu nesnelerin ultra kısa yörüngelere dönüşmesi gerektiği öngörüldü ve uzun bir süre tespit edilebilir kütle çekim dalgaları yaymak için yeterince kısa olup olmayacağı tartışıldı. Keşif, bu tartışmaları bitiriyor.” dedi.

Gökyüzünde arama

Gökbilimciler, Zwicky Geçici Tesisi (ZTF) tarafından gözlemlenen geniş bir yıldız kataloğu içinde bu yeni sistemi keşfettiler. Katalogda gökyüzündeki 1 milyardan fazla yıldızın her birinin 1000’den fazla görüntüsü alınarak, her bir yıldızın günler, aylar ve yıllar boyunca değişen parlaklığı kaydedilmiştir.

Burdge kataloğu taradı, dinamikleri dramatik ışık patlamaları ve kütle çekim dalgaları yayacak kadar aşırı olabilen ultra kısa yörüngeli sistemlerin sinyallerini aradı. “Kütle çekim dalgaları, evreni tamamen yeni bir şekilde incelememize izin veriyor” diyordu.

Araştırma sonunda, Herkül takımyıldızında, Dünya’dan yaklaşık 3 bin ışık yılı uzaklıkta bulunan bir sistem olan ZTF J1813+4251’e kilitlendi.

Yoğun bir çekirdek

O ve meslektaşları, Hawaii’deki WM Keck Gözlemevi’ni ve İspanya’daki Gran Telescopio Canarias’ı kullanarak sisteme daha fazla odaklandı. Sistemin son derece “temiz” olduğunu, Böyle bir netlikte her bir nesnenin kütlesini yarıçapını ve yörünge periyotunu kesin olarak ölçtüler.

İlk nesnenin muhtemelen güneşin 1/100’ü büyüklüğünde ve kütlesinin yaklaşık yarısı olan beyaz bir cüce olduğunu buldular. İkinci nesneyse, ömrünün sonuna yaklaşmış, güneşin onda biri büyüklüğünde ve kütlesinde (yaklaşık Jüpiter büyüklüğünde) güneş benzeri bir yıldızdı.