Wolf-Rayet yıldızı

Wolf-Rayet yıldızı (kısaca WR yıldızı), tayfında iyonlaşmış helyum ile çok yüksek derecede iyonlaşmış azot ya da karbonun geniş ve parlak salma çizgilerini gösteren, nadir görülen bir yıldız türüdür. Bu yıldızların yüzeyinde ağır elementler olağanüstü bol, hidrojen ise tükenmiş durumdadır ve son derece güçlü yıldız rüzgârları üretirler. Klasik Wolf-Rayet yıldızları, dış hidrojen zarflarının tamamını yitirmiş ve çekirdeklerinde helyum ya da daha ağır elementleri yakan evrimleşmiş dev kütleli yıldızlardır; çok büyük kütleli yıldızların hayatında olağan bir evre sayılırlar.

Keşif

1867'de Paris Gözlemevi'nin 40 santimetrelik Foucault teleskobuyla çalışan Charles Wolf ve Georges Rayet, Kuğu takımyıldızında, kesintisiz bir tayfın üzerinde geniş salma bantları gösteren üç yıldız buldu. Bugün WR 134, WR 135 ve WR 137 adlarıyla bilinen bu yıldızlar türe adını verdi. Önceleri bu çizgilerin olağandışı bir hidrojen hâlinden kaynaklandığı düşünüldü; daha sonra helyuma ait oldukları anlaşıldı. 1929'a gelindiğinde bantların genişliği Doppler genişlemesine bağlandı: yıldızdan atılan gaz, görüş doğrultumuz boyunca saniyede 300 ile 2400 kilometre arasında hızlarla hareket ediyordu. Uluslararası Astronomi Birliği 1938'de bu yıldızların tayflarını WN ve WC türlerine ayırdı.

Nasıl tanınır? Tayf sınıfları

• WN: Tayfa iyonlaşmış azot çizgileri hâkimdir.
• WC: İyonlaşmış karbon, kimi zaman oksijen çizgileri öne çıkar.
• WO: İyonlaşmış oksijen salımının karbonu bastırdığı, daha da sıcak yıldızlar.

Wolf-Rayet yıldızlarının yüzey sıcaklıkları 20.000 kelvinden 210.000 kelvine kadar uzanır; bu, onları neredeyse bütün yıldız türlerinden daha sıcak yapar. Bilinen en sıcak örnek yaklaşık 210.000 kelvinle WR 102'dir. Işınımlarının büyük bölümü morötesinde çıktığı için ışıma güçleri Güneş'in yüz binlerce katı olsa da gözle görünür ışıkta o kadar göz alıcı değildirler.

Evrimi ve sonu

1980'lere gelindiğinde Wolf-Rayet yıldızlarının dev kütleli O ve B türü yıldızların torunları olduğu kabul görmüştü. Bir yıldız bu evreye kırmızı üstdev ya da mavi üstdev evresinden sonra varabilir; en büyük kütleli yıldızlar ise doğrudan anakoldan geçebilir. Evrimleşmiş Wolf-Rayet yıldızları başlangıç kütlelerinin yarısını ya da daha fazlasını yitirmiş olur. Örneğin Gamma Velorum A bugün Güneş'in yaklaşık 9 katı kütlededir, ama en az 40 Güneş kütlesiyle doğmuştur.

Bu yıldızların hayatlarını sessizce beyaz cüce olarak değil, şiddetle bitirmeleri beklenir. Pek çok Ib ve Ic türü süpernovanın atasının Wolf-Rayet yıldızı olduğundan şüpheleniliyor, ama kesin bir eşleşme henüz yapılamadı. 2022'de Gran Telescopio Canarias ekibi, bir Wolf-Rayet yıldızının patladığı ilk süpernovayı (SN 2019hgp) bildirdi.

Verileri göster

Yüzey sıcaklığı	20.000 – 210.000 K
Rüzgârla atılan gazın hızı (1929 ölçümü)	300 – 2400 km/sn
Samanyolu'nda kataloglanan	yaklaşık 600
Sheffield kataloğu (Şubat 2025)	709 yıldız
Keşif	1867, Paris Gözlemevi

Örnekler

• Gamma Velorum (WR 11): Açık ara en kolay görülen Wolf-Rayet yıldızı; 40 derece kuzey enleminin güneyinden çıplak gözle görülür. Türkiye'nin güney kıyıları da bu sınırın güneyinde kalır. Işığının çoğu O türü dev eşinden gelir.
• WR 124: Okçuk takımyıldızında, Samanyolu'nun en hızlı kaçak yıldızlarından biri. Çevresindeki M1-67 bulutsusu yaklaşık 6 ışık yılı genişliğindedir; yıldızın Ib ya da Ic türü süpernova olarak patlamasına yalnızca birkaç yüz bin yıl kaldığı düşünülüyor.
• WR 140: Kuğu takımyıldızında bir Wolf-Rayet yıldızı ile bir O yıldızından oluşan çift; iki yıldız yaklaşık 7,9 yılda bir birbirine yaklaştıkça rüzgârları çarpışır ve toz üretir. James Webb Uzay Teleskobu Temmuz 2022'de bu sistemin çevresinde 17'den fazla iç içe toz kabuğu görüntüledi; kabuklar 130 yılı aşkın aralıklı toz üretiminin kaydıdır.

Sık karıştırılanlar

• Gezegenimsi bulutsu merkez yıldızları: Gezegenimsi bulutsuların merkez yıldızlarının yaklaşık yüzde 10'u Wolf-Rayet benzeri tayf gösterir. Ama bunlar düşük kütleli yıldızlardan türemiş, tipik olarak 0,6 Güneş kütlesi civarında, beyaz cücelerle akraba nesnelerdir. Tür adları köşeli parantezle yazılır (ör. [WC4]) ve bugün genellikle asıl Wolf-Rayet sınıfının dışında tutulur.
• WNh yıldızları: Tayfında hidrojen çizgisi görülen bu alt grup, çekirdeğinde hâlâ hidrojen yakan, genç ve aşırı kütleli yıldızlardır; hidrojensiz WN yıldızlarından bambaşka nesnelerdir. Bilinen en büyük kütleli ve en parlak yıldız R136a1 de bu türdendir.
• Wolf-Rayet gökadası: Tek bir yıldız değil, tayfında Wolf-Rayet yıldızlarının izini taşıyan yoğun yıldız oluşumlu bir gökada türüdür.