Çift yıldız

Çift yıldız, ortak bir kütle merkezi çevresinde birbirini çekimle dolaşan iki yıldızdan oluşan sistemdir. Gökyüzünde tek nokta gibi görünen birçok yıldız, aslında böyle çiftlerdir; Güneş benzeri yıldızların yaklaşık yarısı çift ya da daha çoklu sistemlerin üyesidir.

Nasıl işler?

İki yıldız, birbirinin çekim alanında Kepler yasalarına uygun yörüngeler çizer. Yörüngelerin süresi saatlerden yüz binlerce yıla kadar değişir. Bu sistemlerin en büyük değeri, yıldız kütlesini doğrudan ölçmemize olanak vermesidir. Kepler'in üçüncü yasasına göre iki yıldızın toplam kütlesi, yörünge yarı büyük ekseninin (astronomi birimiyle) küpünün, yörünge periyodunun (yıl olarak) karesine bölümüne eşittir ve sonuç Güneş kütlesi cinsinden çıkar. Örneğin Alfa Centauri A ve B için eksen yaklaşık 23 astronomi birimi, periyot yaklaşık 80 yıldır; bu, toplam kütleyi yaklaşık iki Güneş kütlesi olarak verir.

Çift yıldızlar nasıl görüldüklerine göre sınıflandırılır. Görsel çiftler teleskopla iki ayrı yıldız olarak seçilir. Tayfsal çiftlerde iki yıldız ayrılamaz, ama tayf çizgileri yıldızlar yaklaşıp uzaklaştıkça Doppler etkisiyle kayar. Örtüşen çiftlerde yörünge düzlemi bizden bakınca kenardan görünür ve yıldızlar birbirinin önünden geçerek toplam parlaklığı düşürür. Astrometrik çiftlerde ise yalnızca bir yıldız görülür ama konumu görünmeyen eşin çekimiyle dalgalanır.

Örnekler

Büyükayı'nın kuyruğundaki Mizar, teleskopla bulunan ilk çift yıldızlardan biridir; Giovanni Riccioli 1650 dolayında Mizar'ın iki yıldız olduğunu fark etti. Yakınındaki Alcor ile birlikte çıplak gözle görülen çiftin sınanması eskiden görme testi olarak kullanılırdı. Sirius, parlak Sirius A ile sönük beyaz cüce eşi Sirius B'den oluşur ve yaklaşık elli yıllık yörüngesi vardır. Alfa Centauri sistemi ise Güneş'e en yakın yıldız sistemidir, yaklaşık 4,4 ışık yılı uzaktadır ve içerdiği üçüncü bir üye olan Proxima Centauri daha da yakındır. Algol örtüşen çiftlerin ünlü örneğidir. Kuğu X-1 ise bir yıldız ile kara delikten oluşan bir X ışını çiftidir.

Tarihçe

18. yüzyılda birçok gökbilimci iki yıldızın yalnızca perspektif nedeniyle yan yana göründüğünü sanıyordu. William Herschel, 1803'e gelindiğinde yirmi beş yıla yayılan gözlemlerle bazı çiftlerin gerçekten çekim bağıyla bağlı olduğunu, yani bir yörünge izlediğini gösterdi. Bu, Newton'un çekim yasasının Güneş Sistemi dışında da geçerli olduğunun ilk kanıtlarındandı.

Neden önemli?

Yakın çiftlerde madde bir yıldızdan diğerine akabilir. Bu akış novaları, Ia türü süpernovaları ve X ışını kaynaklarını doğurur. İki nötron yıldızının ya da kara deliğin oluşturduğu çiftler ise yaklaştıkça birleşir ve kütle çekimi dalgası yayar. Böylece çiftler, yıldız evriminin olağan dışı yollarının neredeyse hepsinin kaynağıdır. Ötegezegenler de çift yıldızların çevresinde bulunabilir; "Tatooine" benzeri gezegenler Kepler uzay teleskobuyla ilk kez 2011'de Kepler-16'da keşfedildi.

Çift yıldızların nasıl oluştuğu hâlâ merak konusudur. Büyük olasılıkla bir gaz bulutu çökerken parçalanır ve iki ya da daha fazla çekirdek yan yana yıldıza dönüşür. Kütleli yıldızların büyük çoğunluğu çift ya da çoklu sistemlerde bulunur; bu da kütleli yıldızların evrimini anlamak için eşlerin etkileşimini hesaba katmayı zorunlu kılar. Çiftteki yıldızlardan biri şişip dış katmanlarını eşine aktarabilir; böylece eşinin ömrü kısalır ya da uzar. Kimi sistemlerde ise madde aktarımı sırasında ortak bir zarf oluşur ve yıldızlar birbirine iyice yaklaşır. Bu süreçler kütle çekimi dalgası kaynaklarının doğuşunu açıklayan başlıca yollardır.

İlgili terimler

• Değişen yıldız
• Beyaz cüce
• Süpernova
• Kütle çekimi dalgası
• Kütle merkezi