Yıldızlar hakkında çok şey biliyoruz. Yüzyıllar boyunca gece gökyüzüne teleskopları işaret ettikten sonra, gökbilimciler ve amatörler, herhangi bir yıldızın kütlesi veya bileşimi gibi temel niteliklerini bulabilirler. Bir yıldızın kütlesini hesaplamak için, onun yörünge periyoduna bakın ve biraz cebir yapın. Neyden yapıldığını belirlemek için yıldızın yaydığı ışık tayfına bakın. Ancak bilim adamlarının henüz tam olarak çözemediği tek değişken zamandır. Bir yıldız yaşının hesabı nasıl yapılır sorusunun cevabı bu makelede.
Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden gökbilimci David Soderblom, “Yaşını bildiğimiz tek yıldız güneştir” diyor. “Diğer her şey oradan önyüklenir.”
İyi çalışılmış yıldızlar bile ara sıra bilim adamlarını şaşırtıyor. 2019’da kırmızı süperdev yıldız Betelgeuse karardığında, gökbilimciler sadece bir aşamadan mı geçiyor yoksa bir süpernova patlamasının yakın mı olduğundan emin değildi. (Bunun sadece bir evre olduğu ortaya çıktı.) Bilim adamları, diğer orta yaşlı yıldızlar gibi davranmadığını fark ettiğinde güneş de her şeyi sarstı. Aynı yaş ve kütledeki diğer yıldızlarla karşılaştırıldığında manyetik olarak aktif değildir. Bu, gökbilimcilerin orta yaş zaman çizelgesini tam olarak anlayamayabileceklerini gösteriyor.
Bir yıldızın yaşının fizik ve dolaylı ölçümlerine dayalı hesaplamalar, gökbilimcilere basketbol sahası tahminleri verebilir. Ve bazı yöntemler farklı yıldız türleri için daha iyi sonuç verir. İşte gökbilimcilerin bir yıldızın yaşını hesaplamasının üç yolu.
Bilim adamları, yıldızların nasıl doğdukları, nasıl yaşadıkları ve nasıl öldükleri konusunda oldukça iyi bir tutuma sahipler. Örneğin, yıldızlar hidrojen yakıtlarını yakarlar, şişerler ve sonunda gazlarını ister patlama ister inilti ile uzaya atarlar. Ancak bir yıldızın yaşam döngüsünün her aşaması tam olarak gerçekleştiğinde, işler karmaşıklaşıyor. Kütlelerine bağlı olarak, belirli yıldızlar bu noktalara farklı sayıda yıl sonra ulaşır. Daha büyük yıldızlar genç yaşta ölürken, daha az kütleli yıldızlar milyarlarca yıl yanabilir.
20. yüzyılın başında, iki gökbilimci – Ejnar Hertzsprung ve Henry Norris Russell – bağımsız olarak yıldızların sıcaklıklarını parlaklıklarına karşı çizme fikrini ortaya attılar. Bu Hertzsprung-Russell veya HR diyagramlarındaki desenler, o yaşam döngüsünde farklı yıldızların nerede olduğuna karşılık geldi. Bugün bilim adamları, yıldızların hepsinin aynı anda oluştuğu düşünülen yıldız kümelerinin yaşını belirlemek için bu kalıpları kullanıyor.
Dikkat edilmesi gereken nokta, çok fazla matematik ve modelleme yapmadığınız sürece, bu yöntemin yalnızca kümelerdeki yıldızlar için veya tek bir yıldızın rengini ve parlaklığını teorik HR diyagramlarıyla karşılaştırarak kullanılabileceğidir. Colo, Boulder’daki Uzay Bilimleri Enstitüsü’nden astronom Travis Metcalfe, “Bu çok kesin değil” diyor ve “Yine de, elimizdeki en iyi şey bu.”
1970’lere gelindiğinde, astrofizikçiler bir eğilim fark etmişlerdi: Genç kümelerdeki yıldızlar, eski kümelerdeki yıldızlardan daha hızlı dönüyorlardı. 1972’de astronom Andrew Skumanich, bir yıldızın yaşını tahmin etmek için basit bir denklem önermek için bir yıldızın dönüş hızını ve yüzey aktivitesini kullandı: Dönme hızı = (Yaş) -½.
Bu, onlarca yıldır tek tek yıldızlar için başvurulan yöntemdi, ancak yeni veriler, kullanımında delikler açtı. Bazı yıldızların belli bir yaşa geldiklerinde yavaşlamadıkları ortaya çıktı. Bunun yerine hayatlarının geri kalanında aynı dönüş hızını korurlar.
Metcalfe, “Güneşten daha genç yıldızlar için kullanılacak en iyi şey rotasyondur” diyor. Güneşten daha yaşlı yıldızlar için diğer yöntemler daha iyidir.
Dönme hızını doğrulayan yeni veriler, tek bir yıldızın yaşını tahmin etmenin en iyi yolu değildi, beklenmedik bir kaynaktan geldi: ötegezegen avcısı Kepler uzay teleskobu. Sadece ötegezegen araştırmaları için bir nimet değil, Kepler gerçekten uzun bir süre aynı yıldızlara bakarak yıldız sismolojisini ön plana çıkardı.
Bir yıldızın titremesini izlemek, yaşı hakkında ipuçları verebilir. Bilim adamları, bir yıldızın parlaklığındaki değişikliklere, yüzeyin altında neler olup bittiğinin bir göstergesi olarak bakarlar ve modelleme yoluyla, yıldızın yaşını kabaca hesaplarlar. Bunu yapmak için, Kepler teleskobunun sağlayabileceği, yıldızın parlaklığı hakkında gerçekten büyük bir veri setine ihtiyaç var.
Soderblom, “Herkes her şeyin gezegenleri bulmakla ilgili olduğunu düşünüyor, ki bu doğruydu” diyor. “Ama Kepler misyonunun gizli bir yıldız fiziği görevi olduğunu söylemeyi seviyorum.”
Bu yaklaşım, güneşin manyetik orta yaş krizini ortaya çıkarmaya yardımcı oldu ve son zamanlarda Samanyolu’nun evrimi hakkında bazı ipuçları verdi. Yaklaşık 10 milyar yıl önce galaksimiz bir cüce galaksiyle çarpıştı. Bilim adamları, bu cüce galaksinin geride bıraktığı yıldızların, Samanyolu’nun orijinal yıldızlarıyla daha genç veya aynı yaşta olduğunu buldular. Bu nedenle, Samanyolu önceden düşünülenden daha hızlı evrimleşmiş olabilir. Bilim haberleri ve çok daha fazlası Dırdırcı‘da!
NASA’nın TESS’i ve Avrupa Uzay Ajansı’nın CHEOPS’u gibi uzay teleskopları gökyüzünün yeni parçalarını araştırdıkça, astrofizikçiler yıldızların yaşam döngüsü hakkında daha fazla şey öğrenebilecek ve daha fazla yıldız için yeni tahminlerde bulunabilecekler.
Kendi arka bahçemizdeki yıldızlarla ilgili merakın yanı sıra, yıldız çağlarının güneş sistemimizin ötesinde, gezegen oluşumundan galaksi evrimine ve hatta dünya dışı yaşam arayışına kadar etkileri vardır.
“Bir gün -muhtemelen biraz zaman alacak- birileri başka bir yıldızın etrafındaki bir gezegende yaşam belirtileri gördüğünü iddia edecek. İnsanların soracağı ilk soru ‘Bu yıldız kaç yaşında?’ olacaktır” diyor Soderblom. “Bu cevaplaması zor bir soru olacak.”