HS 0209+0832’nin yörüngesinde bulunan ikinci nesil gezegenin sanatçı tarafından yapılmış tasviri; bu, bir beyaz cücenin yörüngesinde bulunan ilk ikinci nesil gezegen olma özelliğini taşıyor. 

Bir yıldız öldüğünde, gezegenleri genellikle tehlike altında olur. Ancak uzak bir yıldız sisteminde, gökbilimciler olağanüstü bir şeyin gerçekleştiğinden şüpheleniyorlar: Ölen yıldız, kendi kalıntılarından tamamen yeni bir gezegen yaratmış olabilir.

Warwick Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bir zamanlar yaşayan bir yıldızın yoğun, sönmüş çekirdeği olan beyaz cücenin yörüngesinde olası “ikinci nesil” bir gezegenin varlığına dair kanıtlar tespit etti.

Ana yıldızlarıyla birlikte oluşan sıradan gezegenlerin aksine, bu gezegenin ancak yıldızı ömrünün sonuna ulaştıktan sonra ortaya çıkmış olabileceği düşünülüyor.

Bulgular, gezegen sistemlerinin ikinci bir aşamaya sahip olabileceğini ve orijinal yıldızlarının nükleer yakıtlarını tükettikten çok sonra yeni dünyaların oluşabileceğini öne sürüyor.

Göz önünde saklı duran 25 yıllık bir gizem

Keşfin merkezindeki yıldız, HS 0209+0832, beyaz cüce türünde bir yıldızdır: yaklaşık Dünya büyüklüğünde, olağanüstü yoğunlukta bir yıldız kalıntısıdır. Yüzey sıcaklığı yaklaşık 36.000 derecedir ve yaklaşık beş milyon yıldır soğumaktadır.

Hubble Uzay Teleskobu (HST) 1999’da yıldızı gözlemlediğinde, gökbilimciler tuhaf bir şey fark ettiler. Yıldızın ultraviyole spektrumunda, araştırmacıların o zamanlar bilinen elementlerle eşleştiremediği yaklaşık 100 tanımlanamayan soğurma özelliği, yani kimyasal parmak izleri vardı.

Bu parmak izleri önemlidir çünkü beyaz cücelerin güçlü bir kütle çekimi vardır. Atmosferlerindeki ağır elementler, bazen günler içinde, görünür yüzeyin altına batma eğilimindedir. Bu nedenle, bu elementlerin önemli miktarlarda bulunması, malzemenin yıldıza başka bir yerden düştüğünü gösterebilir.

Çoğu durumda, bu madde beyaz cücenin kütle çekimiyle parçalanan asteroitlerden veya kayalık gezegenlerden gelir. Gökbilimciler bu tekniği, yok edilen gezegen cisimlerinin kimyasal bileşimlerini incelemek için kullanmışlardır. Ancak HS 0209+0832 farklıydı.

Çok şaşırtıcı bir kimyasal karışım

Warwick Üniversitesi’nden Jamie Williams, güncellenmiş atomik verileri kullanarak eski HST gözlemlerini yeniden inceledi. Tanımlanamayan spektral çizgilerin çoğunun, nispeten nadir bir metal olan niyobyuma ait olduğu ortaya çıktı.

Ekip ayrıca nikel ve diğer elementlerin yanı sıra bakır ve çinko izlerine de rastladı. Ancak demir eksikti ve silikon sadece eser miktarda bulunuyordu. Bu, tipik bir kayalık gezegenden gelen malzeme için son derece garip bir kombinasyondu.

Sonucu doğrulamak için araştırmacılar, NASA’nın emekliye ayrılmış Uzak Ultraviyole Spektroskopik Kaşifinden (FUSE) elde edilen gözlemleri de incelediler.

Niyobyum sinyali orada da mevcuttu. Ayrıca, metal bakımından zengin diğer 33 beyaz cücenin arşiv spektrumlarını da araştırdılar ve benzer bir tespit bulamadılar.

Gizem artık sadece bu yıldızın neden ağır elementler içerdiğiyle sınırlı değildi. Gizem, bu elementleri hangi tür cismin sağlamış olabileceğiyle ilgiliydi.

Bir yıldız, yeni bir gezegenin varoluşuna “nefes veriyor”.

Cevap, yıldızların yaşamlarının son aşamalarında elementleri üretme biçiminde yatıyor olabilir. Güneşimiz gibi bir yıldız, varlığının büyük bir bölümünü nükleer füzyon yoluyla hidrojeni helyuma dönüştürerek geçirir.

Sonunda, çekirdeğindeki hidrojen azalır. Çekirdek büzülür ve ısınır, bu sırada çevresindeki kabukta hidrojen füzyonu devam eder ve yıldızın dış katmanlarının devasa bir kırmızı dev haline gelmesine neden olur.

Daha sonra, helyum füzyonu karbon ve oksijen üretir. Yıldız son dev evrelerine ulaştığında, kararsız hale gelir ve dış maddesinin büyük bir kısmını uzaya atar. Geriye kalan çekirdek ise beyaz cüce olur.

Ancak bu dışarı atılan katmanlar sıradan gaz ve tozdan daha fazlasını içerebilir. Yıldızın son dev evresinde, nükleer reaksiyonlar, maddesini alışılmadık ağır element kombinasyonlarıyla zenginleştirebilir.

Önemli mekanizmalardan biri, atom çekirdeklerinin nötronları emerek kademeli olarak daha ağır elementlere dönüştüğü yavaş nötron yakalama sürecidir (s-süreci). Bu süreç, asimptotik dev kol yıldızları olarak bilinen yaşlanan yıldızlarda özellikle önemlidir.

Niyobyum, bu geç evre yıldız aktivitesinin kimyasal izini taşıyabilir. Ve HS 0209+0832’de, birikmiş maddede bulunan niyobyumun tahmini bolluğu, Güneş’teki bolluğunun 1.000 katından daha fazladır.

Yavaş yavaş buharlaşan dev bir gezegen

Kimyasal kanıtlar ikna ediciydi, ancak ekip aynı zamanda gezegeni de görmek istiyordu. NASA’nın Geçiş Yapan Öte Gezegen Araştırma Uydusu (TESS) tarafından yapılan ve yıldızın parlaklığını birkaç ay boyunca kaydeden gözlemleri incelediler.

Araştırmacılar, her 4,399 günde bir tekrarlanan ince bir sinyal tespit ettiler. Yıldızın parlaklığı sadece yaklaşık % 0,12 oranında değişiyordu.

Ekip, böyle bir dünyanın yaklaşık olarak Jüpiter büyüklüğünde olabileceğini tahmin ediyorlar, ancak büyüklüğü ve kütlesi doğrudan ölçülmedi.

Beyaz cüce yıldız hala son derece sıcak ve yakındaki herhangi bir gezegeni yoğun yüksek enerjili radyasyona maruz bırakıyor. Bu radyasyon, gezegenin atmosferinden gazı kopararak maddeleri uzaya gönderebilir. Bunlardan bazıları sonunda yıldıza geri dönebilir.

Başka bir deyişle, beyaz cüce, kendi kalıntılarından oluşan gezegeni tüketiyor olabilir. Kaçan atmosfer, gökbilimcilerin yıldızın ışığında bu kadar alışılmadık bir element karışımı görmelerinin nedenini açıklayabilir.