Lityum artışı, güneş benzeri yıldızın muhtemelen gezegenini yuttuğunu ortaya koyuyor

Michigan Üniversitesi’nden Brooke Kotten liderliğindeki bir gökbilimci ekibi, yaklaşık 1.300 ışıkyılı uzaklıkta bulunan güneş benzeri bir yıldız olan TOI-5882’nin muhtemelen gezegenlerinden birini yediğini gösterdi.

Bir yıldız kanıtları yok etmek için en iyi yakıcı gibi görünse de ekip yine de TOI-5882’nin kimyasal bileşiminde, özellikle de alışılmadık derecede yüksek lityum konsantrasyonunda önemli ipuçları buldu.

“Ne yersen o’sun, değil mi?” UM Astronomi Bölümü’nde yüksek lisans öğrencisi araştırmacısı ve yeni raporun baş yazarı Kotten şunları söyledi: Astrofizik Dergisi. “Gezegen materyalinde yıldızlardan çok daha fazla lityum bulunduğunu biliyoruz. Yani bir yıldız bir gezegeni yerse, bir miktar lityum alacaktır.”

Bir yıldız bir gezegeni yuttuğunda gökbilimciler buna yutulma adını verir. Astronomik açıdan konuşursak, süreç inanılmaz derecede hızlıdır; haftalar hatta günler alır. Bu, gökbilimcilerin bir yutulma olayını gerçekleştiği anda görmeye güvenemeyecekleri anlamına geliyor, dedi Kotten, bu nedenle araştırmacıların yutulma olaylarını olaydan sonra incelemesine yardımcı olabilecek yöntemler geliştirmenin önemli olduğunu söyledi.

Santa Cruz’daki Kaliforniya Üniversitesi’nde Lamat Programı kapsamında lisans öğrencisi olarak bu çalışma üzerinde çalışmaya başlayan Kotten, “Bu alanı bu kadar heyecan verici kılan da bu. Gerçekten bir gizemi çözüyorsunuz” dedi. “Suçun gerçekleşmesini öylece izleyemeyiz, bu yüzden kimin kim olduğunu anlamak için bize verilen tüm ipuçlarıyla çalışmalıyız.”

Bu vakaları çözmeye çalışan gökbilimciler, gezegen yutulmasının ne kadar yaygın olduğunu ve bunun farklı şekillerde meydana gelebileceğini daha iyi anlayabilirler. Örneğin, yaklaşık 5 milyar yıl içinde güneşimiz ömrünün son aşamalarına girecek ve büyüyerek kırmızı dev denilen şeye dönüşecek. Şiştikçe Merkür’ü, Venüs’ü ve belki de Dünya’yı yutacak.

Ancak TOI-5882 henüz genişlemesinin bir gezegeni nasıl yuttuğunun muhtemel bir açıklaması olacağı noktaya kadar balonlaşmadı. Ancak ekip ilgi çekici bir alternatif ortaya attı: Yıldızın bir suç ortağı olabilir.

Ayrıca TOI-5882’nin yörüngesinde, Jüpiter’in kütlesinin 20 katından daha fazla olan ancak yine de bir yıldız kadar tutuşacak kadar büyük olmayan dev bir gaz topu bulunmaktadır. Kotten, kahverengi cüce olarak adlandırılan bu nesnenin, yutulan gezegenin TOI-5882’ye yönlendirilmesine yardımcı olmuş olabileceğini, ancak bu teorinin test edilmesinin kendi ayrı çalışmasının konusu olacağını söyledi.

Davayı oluşturmak

Araştırmanın kıdemli yazarı ve Michigan State Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Seth Jacobson, lityumun güçlü bir adli delil olduğunu, çünkü yıldızların doğal olarak bir miktar lityuma sahip olmasına rağmen gezegenlerin Lityum açısından oldukça zengin olduğunu söyledi.

“Gezegenin yutulması yoluyla bir yıldıza iletilen lityum atomları, stadyuma gelen spor taraftarlarına benzer” dedi. “Yıldız atmosferindeki ilk lityum miktarını temsil eden, erken gelen birkaç hayran mevcut olabilir, ancak sayıları hızla aşılıyor.”

Araştırmacılar gözlemlenen lityum miktarına dayanarak TOI-5882’nin yuttuğu gezegenin birkaç Dünya ile Neptün arasında bir yerde bir kütleye sahip olduğundan şüpheleniyorlar.

Çalışmanın kıdemli yazarı ve Wisconsin Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Melinda Soares-Furtado, “1.300 ışıkyılı uzaklıktaki bir yıldıza bakıp güvenle ‘Bu yıldızın beklediğinizden daha fazla lityuma sahip’ diyebilmemiz, hem modern enstrümantasyonun hassasiyetinin hem de bu sinyali anlamlandırmaya yönelik zorlu yorumlama çalışmasının bir kanıtıdır” dedi.

Bu proje için ABD ve Şili’den 14 uzman bir araya geldi. Spektroskopi olarak bilinen bir teknik, ekibin TOI-5882’den gelen ışığı lityum izleri açısından analiz etmesini sağladı. Araştırmacılar, yıldızın spektrumlarına bakarak onun yüksek lityum içeriğine sahip olduğunu söyleyebildiler ancak daha sonra bunun anormal derecede yüksek olduğunu kanıtlamak zorunda kaldılar.

Böylece yaş, kütle ve sıcaklık gibi çeşitli kriterler açısından karşılaştırılabilir 62 kontrol yıldızından oluşan bir diziyi bir araya getirdiler. Ekip daha sonra TOI-5882’yi bu kontrol grubuyla çeşitli şekillerde karşılaştırdı.

Soares-Furtado, “Ve verileri öne çıkarmak için özenle seçmeniz gerekmiyor. Veriler sağlam” dedi. “Nasıl dilimlediğiniz önemli değil, TOI-5882 lityum açısından o kadar zengin ki en azından yüzde 97’lik dilimde görünüyor.”

Çalışma aynı zamanda Soares-Furtado’nun TOI-5882’nin aslında yutulma belirtileri açısından incelenebileceğini gösteren önceki çalışmasına da dayanıyor. Bir yıldızın yutulma olaylarının işaretlerini göstermesi için sahip olması gereken özellikleri araştırdığını ve hayal kırıklığı yaratan birçok yıldızın bu amaca uymadığını söyledi. Ancak TOI-5882 nadir istisnalardan biriydi.

İlginçtir ki, kontrol örneğindeki diğer yıldızlardan birkaçı da yüksek lityum konsantrasyonları gösterdi; bu da araştırmacıların keşfedebileceği başka zenginleştirme mekanizmalarının olabileceğini düşündürüyor. Bilimde sıklıkla olduğu gibi, bir soruyu yanıtlamak yeni gizemler yaratabilir ve bu da Kotten gibi gökbilimciler için heyecan verici bir haber.

“Büyüdüğümde özel dedektif olmayı hayal ediyordum” dedi. “Sanırım bu, nereye vardığıma dair pek çok şeyi açıklıyor. Kendimi gerçekten bir dedektif gibi hissediyorum.”