Kütle çalan kırmızı devler: Birleşme geçmişi yıldız içi manyetik alan tahminlerini değiştiriyor

Güneş dahil pek çok yıldızda manyetik alan bulunuyor, ancak bu alanlar yıldız evrim modellerine güvenilir biçimde eklenemeyecek kadar az anlaşılmış durumda. Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (ISTA) araştırmacıların Astronomy & Astrophysics'te yayımlanan çalışması, bir yıldızın içindeki manyetik alanı doğru yorumlamak için onun geçmişini, özellikle de bir eş yıldızdan kütle "çalıp çalmadığını" bilmek gerektiğini gösteriyor. Ekip, kütle kazanmış kırmızı devlerin aynı kütledeki "sıradan" yıldızlara göre manyetik alanlara birkaç kat daha duyarlı olabileceğini buldu.

Yıldızların içini titreşimlerle okumak

Yıldızların içine doğrudan bakılamıyor; çok uzaktalar ve ışığı geçirmiyorlar. Ancak son derece hassas teleskoplar, yıldız parlaklığındaki küçük ve düzenli değişimleri ölçebiliyor. Bu değişimlerin kaynağı yıldızın titreşimleri; her yıldızın iç yapısına bağlı kendine özgü bir titreşim deseni var. Asterosismoloji denen bu alan, Dünya'nın içini deprem dalgalarıyla inceleyen sismolojinin yıldızlardaki karşılığı.

Çalışmanın odağında kırmızı devler, yani ömrünün geç evresindeki Güneş benzeri yıldızlar var. Bu yıldızlarda "karışık dipol modları" denen bazı titreşimler çekirdeğe yakın bölgelerin izini taşıyor. Bazı kırmızı devlerde ise bu modlar neredeyse hiç görünmüyor; araştırmacılar buna dipol mod bastırılması diyor. Çalışmanın ilk yazarı, ISTA'da doktora öğrencisi Nicolas Muntean'ın anlatımıyla belirli bir titreşim modu tayftan sanki kesilip çıkarılmış gibi kayboluyor. Son araştırmalar bunun sorumlusu olarak çekirdeğe yakın güçlü manyetik alanları gösteriyor.

Fazla güçlü alan sorunu

Sorun şu ki mevcut modellere göre bazı yıldızlarda bu bastırmayı açıklamak için gereken manyetik alanların aşırı güçlü olması gerekiyor ve böyle alanların nasıl oluşabileceği belirsiz. ISTA'da yardımcı doçent Lisa Bugnet'in grubu, Tenerife'deki La Laguna Üniversitesi ve Paris Cité Üniversitesi ile birlikte başka bir açıklamayı sınadı: Kırmızı dev, evrimi sırasında bir eş yıldızdan kütle almış ya da başka bir yıldızla birleşmiş olabilir. Daha önceki çalışmalar, kırmızı dev evresinde birleşmeyle oluşan yıldızların aynı kütledeki tek yıldızlardan farklı bir çekirdek yapısına sahip olabileceğini göstermişti.

Ekip, açık kaynak yıldız evrimi kodu MESA ile kırmızı dev evresi başladıktan sonra kütle kazanan ve kazanmayan, 1,1 ile 2 Güneş kütlesi arasında yıldız modelleri kurdu. Makaleye göre 1,6 Güneş kütlesinin üzerindeki kütle kazanmış modeller, aynı toplam kütleli tek yıldız modellerine göre manyetik alana birkaç kat daha duyarlı. Dahası, dipol modlarını bastırmak için gereken kritik alan gücü, kütle kazanımı yaşanmış yıldızlarda belirgin biçimde daha düşük çıkıyor. Yani aynı gözlem, çok daha zayıf bir manyetik alanla açıklanabiliyor.

Gökyüzünde adaylar

Kuramsal olasılığı gösterdikten sonra Muntean, literatürde birleşmeyle oluşmuş olabilecek ya da sismik özellikleri buna işaret eden yıldızları taradı. ISTA'nın açıklamasına göre güçlü manyetik alan belirtileri gösteren bazı kırmızı devler, geçmişte bir birleşme ya da kütle kazanımı yaşandığını varsayan yeni modelle tanımlanabiliyor. Makale, bastırılmış modlar gösteren yıldızların daha kütleli ucunun birleşme kökenini güçlü biçimde desteklediği sonucuna varıyor.

Bugnet'e göre önceki yorumlar, yıldızın tek başına evrildiği varsayıldığı için yanlı olabilir; kütle kazanımı hesaba katıldığında gözlenen titreşimler manyetik alana daha duyarlı hâle geliyor ve aynı sinyaller için alternatif bir senaryo ortaya çıkıyor. Ekip bu duruma, yıldızın "suç geçmişi" göndermesiyle "Grand Theft Astro" adını veriyor.

Neden önemli?

Yıldız yaşlarını belirlemek için kullanılan evrim modellerinin doğruluğu, manyetik alanların ne kadar gerçekçi temsil edildiğine bağlı. Bugün manyetik alanlar bu modellere ancak çok basitleştirilmiş biçimde girebiliyor. Çalışma, gözlenen manyetik alan belirtilerinin, özellikle daha kütleli kırmızı devlerde, aslında başka bir yıldızdan alınan kütlenin izi olabileceğini öne sürüyor. Bulgu şimdilik model temelli; hangi yıldızların gerçekten birleşme ürünü olduğunu bağımsız biçimde belirlemek, yani evrim geçmişini sıkı biçimde sınırlamak, yıldız içi manyetik alan ölçümlerinin güvenilirliği için temel koşul olarak öne çıkıyor.