Bir yıldız içerisinde lityum yakılması

70 tanesi gezegene sahip olduğu bilinen 500 yıldız üzerinde yapılan çığır açıcı bir sayım çalışması, Güneş'te gözlemlenmiş olan ve çok uzun zamandır devam eden "lityum gizemi" ile gezegen sistemlerinin varlığını başarılı bir şekilde ilişkilendirdi. ESO'nun başarılı tayfçekeri Yüksek Hassasiyetli Dikey Hız Gezegen Araştırmacısı (HARPS)'nı kullanan bir grup gökbilimci, gezegen sahibi Güneş benzeri yıldızların bir gezegene sahip olmayan yıldızlara kıyasla lityumlarını daha kolay tahrip ettiklerini keşfetti. Bu keşif yalnızca yıldızımızdaki lityum eksikliğine ışık tutmakla kalmadı, aynı zamanda gökbilimcilere gezegen sistemine sahip yıldızları bulmak açısından çok verimli bir yol da sağlamış oldu.

Nature dergisinde bu hafta yayımlanan araştırmanın baş yazarı olan Garik Israelian "Neredeyse 10 yıl boyunca, bir gezegen sistemine sahip yıldızları kısır kuzenlerinden neyin ayırdığını bulmaya çalıştık" diyor ve devam ediyor "Şimdi Güneş benzeri yıldızlardaki lityum miktarının, bunların gezegen sahibi olup olmadığına bağlı olduğunu keşfettik".

Diğer Güneş benzeri yıldızlarla karşılaştırıldığında bu kimyasal elementin Güneş'te düşük miktarda bulunması onlarca yıldır dikkati çekiyor; ancak gökbilimciler bu anormalliğe bir açıklama getiremiyorlardı. Gezegen içeren yıldızlar arasında keşfedilen bu eğilim, uzun süredir devam eden bahse konu gizeme doğal bir açıklama getirmiş oluyor. Israelian sözlerini şöyle sürdürüyor "60 yıllık bu bulmacanın çözümü bizim için biraz fazla basit. Güneş'te lityum az, çünkü gezegenleri var".

Varılan bu sonuç, 70 tanesi gezegen sahibi olan 500 gezegenin incelenmesine dayanıyor. Bu yıldızların pek çoğu uzun yıllar boyunca ESO'nun Yüksek Hassasiyetli Dikey Hız Gezegen Araştırmacısı ile gözlemlendi. HARPS adıyla daha çok tanınan bu tayfçeker, ESO'nun 3,6 metrelik teleskobu üzerine yerleştirilmiş olup, dünyanın en önde gelen güneşdışı gezegen avcısıdır. Araştırma makalesinin eş yazarı olan Michael Mayor konuyla ilgili olarak "Şu ana kadar gezegen içeren yıldızları benzersiz yapan şeyin ne olduğunu anlamamızı sağlayan mevcut en iyi örnek bu" diyor.

Gökbilimciler, öncelikle tüm örneklemin neredeyse %25'ine eşit olan Güneş benzeri yıldızlara baktılar. Buldukları şey, gezegene sahip yıldızların büyük çoğunluğunun diğer yıldızların pek çoğunda görülenin %1'inden daha az lityuma sahip olmasıydı. Ekip üyesi Numo Santos konuyla ilgili olarak şunları söylüyor "Güneşimize benzer olarak, bu yıldızlar da doğumdan miras kalan lityumu tahrip etmekte çok verimli olmuşlar". Ve ekliyor "Ayrıca, eşsiz ve büyük örneklemimizi kullanarak, lityumdaki azalma sebebinin yıldızın yaşı gibi başka niteliklere bağlı olmadığını da ispatlayabiliriz".

Demirden daha hafif diğer pek çok elementin aksine, lityum, berilyum ve borun hafif çekirdekleri yıldızlar içerisinde önemli miktarlarda üretilmezler. Bunun yerine, yalnızca üç proton ve dört nötrondan oluşan lityumun asıl olarak Büyük Patlama'dan hemen sonra, yani bundan 13,7 milyar yıl önce oluştuğu düşünülmektedir. Bu nedenle de, yıldızın içerisinde yok edilmediği müddetçe çoğunda aynı miktarda lityum olacaktır.

Bu sonuç aynı zamanda gezegen sistemlerinin araştırılması için gökbilimcilere yeni ve ucuz bir yöntem de sağlamıştır; bir yıldızın içerisinde mevcut lityum miktarını kontrol ederek, gökbilimciler hangi yıldızların daha ciddi gözlem çabalarına değeceğine karar verebileceklerdir.

Şimdi gezegen mevcudiyeti ile şüpheli ölçüde düşük lityum seviyesi arasında bir bağlantı kurulduğuna göre, bunun arkasındaki fiziksel işleyişin de araştırılması gerekiyor. Mayor'un konuyla ilgili olarak vardığı sonuç şu "Bir gezegenin kendi yıldızı içerisindeki madde hareketlerini aksatıp, çeşitli kimyasal elementlerin dağılımını yeniden düzenlemesi ve de lityumun tahribine sebep olabilmesi için birkaç yol mevcut. Bunlardan hangisinin meydana gelmesi en muhtemel sebep olduğunu belirleme işi ise şimdi bu işin kuramcılarına düşüyor."

Bu makale "http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2009/pr-42-09.html" adresinden çevrilmiştir.