Antik yıldızların yakın geçişi bugün hâlâ uzun dönemli kuyruklu yıldızları yönlendiriyor olabilir

Gaia misyonu, araştırmacıların yıldızların hareketlerini daha önce hiç olmadığı şekilde anlamalarına olanak tanıdı ve hatta güneş sistemimiz ile yakındaki yıldızlar arasındaki olası etkileşimleri ortaya çıkardı. Gezegen Bilimi Enstitüsü Kıdemli Bilim Adamı Nathan Kaib ve işbirlikçisi Sean Raymond (Bordeaux Üniversitesi), yıldızın yerçekiminin Oort bulutu nesnelerinin yörüngelerini değiştirip onları iç güneş sistemine doğru göndermesi nedeniyle yakın zamanda meydana gelen bir yıldız geçişinin kuyruklu yıldız oluşumunda muhtemelen büyük bir artışı tetiklediğini buldu. Hatta bugün hâlâ bu geçişin etkilerini hissediyor olabiliriz. Bu çalışma Amerikan Astronomi Topluluğu Dinamik Astronomi Bölümü’nde sunulmaktadır.

HD 7977, Gaia misyonu tarafından yakın geçişi keşfedilen Cassiopeia takımyıldızında yer alan, yakınlardaki güneşe benzer bir yıldızdır. Yaklaşık 2,5 milyon yıl önce, Güneş’in ve HD 7977’nin yörüngeleri iki yıldızı birbirine yaklaştırdı, ancak tam olarak ne kadar yakın olduğu hala açık bir soru. Gaia verileri, bunların birbirlerinden 4.000-25.000 astronomik birim uzaklıktan geçtiklerini gösteriyor. Kaib ve Raymond, uzun periyotlu kuyruklu yıldızların yörüngelerinin, HD 7977’nin güneşimize 6.000-10.000 AU yakınlığa geldiğini ve iç güneş sistemine büyük bir yeni kuyruklu yıldız yağmuru başlattığını gösterdiğini gösterdi.

Gaia resmi nasıl yeniden şekillendirdi?

Gaia misyonu, arka plandaki kuasarlara ve galaksilere göre galaksimizdeki yıldızların ve diğer nesnelerin değişen konumlarını ve parlaklıklarını hassas bir şekilde ölçen bir Avrupa Uzay Ajansı teleskopuydu. Bize doğru ve bizden uzaktaki hareketleri ölçen bir spektrograf ile gökyüzündeki hareketi ölçen yüksek çözünürlüklü kameraların birleşimi, HD 7977 yıldızı gibi nesneler de dahil olmak üzere galaksimizdeki nesnelerin kabaca %1’inin üç boyutlu hareketlerine olanak sağladı. Bu, güneş sistemimizin tarihini yeni yollarla anlamamıza olanak tanıyor.

Normalde galaksimizin diskinden gelen yerçekimi, dış güneş sistemindeki buzlu nesnelerin yörüngelerini değiştirmesine neden olan birincil kuvvettir. Bu çekme, bir zamanlar bir malzeme diski olan şeyi, araştırmacıların şu anda küresel bir nesne kabuğu olduğunu hesapladığı şeye yayar. Oort bulutu adı verilen bu kabuk, adını keşfeden Jan Oort’tan almıştır.

Bu galaktik çekim aynı zamanda güneş sistemimize ilk kez giren yeni kuyruklu yıldızların yörüngelerine de hakim olmalı (gezegenlerden gelen etkiler ve güneşe yakın geçişler, kuyruklu yıldızların ilk girişlerinden sonra yörüngelerini kökten değiştirebilir) ve Samanyolu’nun orta düzlemine göre kuyruklu yıldız yörüngelerinin işaret ettiği yönde belirgin bir imza bırakmalıdır.

Verilerde muhteşem bir hareket

Eğer HD 7977, Kaib ve Raymond’un önerdiği kadar yakından geçerse, kütleçekimsel etkisi geçici olarak galaksininkini gölgede bırakacak ve mevcut kuyruklu yıldız yörüngelerinde galaktik imza bulunmayacaktır. Bu tam olarak Kaib ve Raymond’un yeni kuyruklu yıldızların yörüngelerini analiz ettiklerinde buldukları şey.

Kaib, “Kuyruklu yıldız yörüngelerinin dağılımı, genellikle olduğu gibi Samanyolu’nun daha büyük kütleçekim alanı yerine HD 7977’nin yeni kuyruklu yıldız nesline hakim olduğu alışılmadık bir dönemde yaşadığımızı gösteriyor. Bu aynı zamanda oldukça nadir ve güçlü bir kuyruklu yıldız yağmurunun son aşamalarında yaşadığımız anlamına da gelebilir” diyor.

Bu fikri test etmek için Kaib ve Raymond, HD 7977’nin farklı mesafelerden geçmesi sonucunda hangi kuyruklu yıldız yörüngelerinin görülebileceğini anlamak amacıyla bir dizi bilgisayar simülasyonu yürüttüler. Daha sonra bu bilgisayar modelleri, profesyonel araştırmaların her iki yarıkürede de yeni kuyruklu yıldızların çoğunu tespit etmeyi mümkün kıldığı 1989’dan bu yana gözlemlenen 112 uzun dönemli kuyruklu yıldızın geçişiyle karşılaştırıldı.

Makaleleri kabul edildi Gezegensel Bilim Dergisi ve şu anda şu adreste mevcuttur: arXiv ön baskı sunucusu.

Uzun periyotlu kuyruklu yıldızların oldukça eliptik yörüngeleri vardır ve bunların tamamlanması genellikle binlerce ila milyonlarca yıl sürer. Yeni kuyruklu yıldızların iç güneş sisteminden ilk geçişlerindeki yörünge dönemleri milyonlarca yılla ölçülürken, daha sonraki geçişlerdeki daha eski kuyruklu yıldızların gezegenlerle önceden yakın etkileşimleri nedeniyle daha kısa dönemleri vardır. Güneş sisteminden ilk geçişlerinde kuyruklu yıldızların gözlemlenen yörüngeleri HD 7977 ile eşleşiyor ve güneş sistemimize girecek uzun dönemli bir kuyruklu yıldız dalgasını tetikliyor. Tekrarlanan geçişlerdeki daha yaşlı kuyruklu yıldızlar, galaktik diskin çekimiyle tutarlı olup yörüngelerini oluştururlar.

Modelin yetersiz kaldığı yer

Ancak bu tamamen temiz bir sonuç değil. Bu, bilimde nadir görülen bir durum ve bu veri setinde kuyruklu yıldızların yörüngelerinin boyutları, yıldızın yakın yaklaşım modelleriyle pek uyumlu değil.

Raymond, “Uzun dönemli kuyruklu yıldız oluşumunu simüle eden diğer birçok çalışma gibi, kuyruklu yıldızlarımızın yörünge boyutlarının da gözlemlenen dağılıma pek uymadığını bulduk. Simülasyonlarımızda bazı önemli fizikleri kaçırıyor olmamız mümkün ve bunun, kuyruklu yıldız yörünge verilerini yanlış yorumlamamıza neden olduğu düşünülebilir” dedi.

Güneş sistemimizin yapısının tahmin edilenden daha karmaşık olması ya da ilgili kuvvetlerin açıklanan modellerden daha karmaşık olması tamamen mümkündür. Hatta bu iki durumun da rol oynaması mümkündür. Örneğin, kuyruklu yıldızın kendi jetlerinden ve hatta ışıktan gelen itmeler gibi yerçekimi dışındaki kuvvetlerin yörüngelerin değişmesinde rol oynayabileceğini biliyoruz.

Daha fazla kanıt yolda

Kaib, “Tahminimizin güzel yanı, çok yakında test edilebilir olması. Gaia hâlâ yıldızların hareketleri hakkında yeni veriler yayınlıyor ve 6-12 ay içinde HD 7977’nin hareketine ilişkin anlayışımızı geliştirip bize doğru mu yanlış mı olduğumuzu söyleyebilmeli” dedi.

Her geçen yıl daha fazla kuyruklu yıldız gözlemleniyor ve daha yeni teleskoplar, çok çeşitli nesneleri (yıldızlar ve kuyruklu yıldızlar) daha hassas bir şekilde görmemize olanak tanıyor. Buna ek olarak, Vera Rubin Gözlemevi’nin Eski Uzay ve Zaman Araştırması önümüzdeki on yılda çok sayıda yeni kuyruklu yıldız tespit edecek ve galaksimizin kütleçekimsel izinin kuyruklu yıldızların yörüngelerinde görünüp görünmediğini daha güvenli bir şekilde belirleyecek.