Betelgeuse'in yoldaşı devin atmosferini sarsıyor: VLA ve ALMA izini yakaladı

Avcı takımyıldızının omzundaki kızıl süperdev Betelgeuse'in yakın eşi Siwarha, radyo dalgalarında görülemeyecek kadar sönük olsa da devin atmosferinde iz bırakıyor. ABD Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi'nin (NSF NRAO) 26 Ekim'de duyurduğu çalışmaya göre Betelgeuse'in radyo ışınımı yayan dış katmanı, eşin yıldızdan görünürde en uzak olduğu dönemlerde belirgin biçimde uzuyor; eş yıldızın önünden ya da arkasından geçerken ise yeniden yuvarlaklaşıyor.

Çalışmayı MIT Haystack Gözlemevi'nden Lynn D. Matthews yönetti; ekipte Harvard ve Smithsonian Astrofizik Merkezi, Manchester Üniversitesi ve Avrupa Güney Gözlemevi'nden (ESO) araştırmacılar var. Sonuçlar The Astronomical Journal'da yayımlandı. Veriler ABD Ulusal Bilim Vakfı'nın Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA) ile Şili'deki Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi'nden (ALMA) geliyor. Gözlemler 2021 ile 2026 arasında, 22 GHz ile 485 GHz arasındaki yedi ayrı frekansta yapıldı.

Yıldızı katman katman okumak

Radyo dalgalarının her frekansı yıldız atmosferinin farklı bir derinliğinden gelir. Ekip bu özelliği kullanarak Betelgeuse'in atmosferinin bir tür kesitini çıkardı: görünen yüzeyin hemen üstünden yıldız yarıçapının birkaç katı uzaklığa kadar. Matthews, NRAO'nun açıklamasında ikna edici sonucu VLA ve ALMA verilerinin birleşimine borçlu olduklarını, bu tesislerle yakın yıldızların diskini gerçekten çözümleyebilmenin şaşırtıcı olduğunu söylüyor.

Bu ölçek dikkate değer, çünkü yıldızlar çoğu teleskopta yalnızca bir nokta olarak görünür. NOIRLab'in verdiği bilgiye göre Betelgeuse'in yarıçapı Güneş'inkinin yaklaşık 700 katı; yalnızca on milyon yaşında olmasına karşın yaşamının son evresinde bulunuyor. Bu büyüklük ve görece yakınlık, onu diski çözümlenebilen az sayıdaki yıldızdan biri yapıyor.

Büyük Sönükleşme'den sonra toparlanma

Betelgeuse 2019 sonu ile 2020 başında, yüzyılı aşkın kayıt boyunca görülen en sönük hâline inmişti. NRAO'ya göre bu dönemde yıldız bir milyar ton malzeme fırlattı ve bu malzeme yıldızın bir kısmını görüşümüzden gizledi. Matthews'in yönettiği ve olaydan aylar önce yayımlanan bir çalışma, yıldızın radyo atmosferinin olağandışı soğuk olduğunu bulmuştu. Araştırmacılar bunu yıldızın derinlerindeki konveksiyonun, yani sıcak gazın kaynayan su gibi yükselip alçalmasının tetiklediği bir şok dalgasına bağlamıştı.

Yeni ölçümler aynı dalga boylarındaki parlaklık sıcaklığının olağan düzeye döndüğünü gösteriyor. Yıldız yarıçapının yaklaşık 2,7 katı uzaklıkta gaz bugün 3.500 kelvin dolayında; bu, Betelgeuse'in kendi yüzey sıcaklığına yakın bir değer. Ekip ayrıca uzun süredir var olduğundan şüphelenilen bir "sıcaklık minimumu"nu doğruladı: görünen yüzey (fotosfer) ile üstteki kromosfer arasında sıkışmış soğuk bir tabaka. Yüzeye şimdiye dek olmadığı kadar yaklaşan en yüksek frekanslı ALMA ölçümleri burada sıcaklığın yaklaşık 2.200 kelvine indiğini, yani fotosferden bin dereceden fazla soğuk olduğunu buldu. Bu tabaka, kızılötesi gözlemlerden bilinen ama radyoda nadiren bu kadar doğrudan incelenen molekül kabuğuyla (MOLsphere) çakışıyor.

Atmosferin içinden geçen bir yıldız

Siwarha'nın varlığı 2024'te, Betelgeuse'in yaklaşık 2.100 günlük ikinci parlaklık döngüsünü açıklamak için öne sürüldü. NOIRLab'in Temmuz 2025 duyurusuna göre NASA Ames'ten Steve Howell'in ekibi, Hawaii'deki Gemini North teleskobuna takılı 'Alopeke kamerasıyla eşi ilk kez doğrudan saptadı. Betelgeuse Arapçada "el-Cevza'nın eli" anlamına geldiği için eşe "onun bileziği" anlamındaki Siwarha adı verildi. ESO'nun Çok Büyük Teleskobu (VLT) da bu yıl temmuzda eşin şimdiye dek en net görüntüsünü vermişti (Betelgeuse B'nin görüntülenmesi).

NRAO'ya göre Siwarha, devin yarıçapının yalnızca yaklaşık iki katı uzaklıkta, yani yıldızın genişlemiş atmosferinin derinlerinde dolanıyor. Matthews durumu "Eş yıldıza o kadar yakın dolanıyor ki genişlemiş atmosferinin içinden geçiyor" sözleriyle anlatıyor. Ekibin hesabına göre Siwarha'nın kendisi bu radyo gözlemlerinde seçilemeyecek kadar, onlarca ila yüzlerce kat sönük. Bu yüzden ölçülen şey eşin ışığı değil, devin biçimindeki dönemsel değişim: araştırmacılar farklı dönemlerde atmosferin ne kadar basık, yumurta biçimli göründüğünü karşılaştırdı ve değişimin eşin beklenen konumuyla uyumlu olduğunu buldu.

Belirsizlikler ve sıradaki adım

Bulgu henüz kesinleşmiş değil. Ekip, eşin yörüngesinin daha geniş bir bölümünü kapsayan ve özellikle şimdiye dek az örneklenen frekanslarda yapılacak yeni gözlemlerin sonucu doğrulamak için gerekli olduğunu belirtiyor. Eşin kendisine ilişkin tahminler de birbirini tutmuyor: NOIRLab'in duyurusunda Siwarha için yaklaşık 1,5 Güneş kütlesi verilirken ESO'nun VLT çalışması Güneş'in iki ila üç katı bir kütleye işaret etmişti.

NRAO, geliştirilmekte olan Yeni Nesil Çok Büyük Dizi (ngVLA) gibi gözlemevlerinin bu tür çalışmaları sıradan hâle getireceğini öngörüyor. Betelgeuse gibi kızıl süperdevlerin yaşamlarının sonunda nasıl madde kaybettiğini ve bu süreci yakındaki bir eşin çekiminin nasıl biçimlendirdiğini anlamak, bu yıldızların ölümüne giden yolu da aydınlatacak.