Gece gökyüzüne bakıp parmağınız ile “Şu yıldız ne kadar parlak!” veya “Bu yıldız sence ne kadar uzakta?” diye düşündüğümüz, o küçük nokta kaynakların hemen hemen yarısından fazlası çift veya çoklu sistemlerdir. Çoklu yıldız sistemlerinden en fazla üne sahip olanı ise tabii ki iki yıldızdan oluşan, çift yıldızlardır. Çift yıldızlar bilimsel açıdan birçok konuda biz astronomlara oldukça yardımcı olmaktadır. Buna en iyi örneklerden birisi ise yıldızlara ait kütle, yarıçap gibi önemli parametrelerin belirlenebilmesidir. Böylece evrendeki çift olmayan anakol yıldızlarının karakterize edilmesinde kullanılabilirler.
Çift Yıldız Nedir?
Bu sistemleri tanımlamak için kullanılan en yaygın ve en kalıplaşmış tanım; ortak kütle merkezi etrafında yörünge hareketi yapan, en az iki tane yıldızdan oluşan sistemlerdir. Daha parlak olan yıldız için birincil yıldız (baş bileşen) ve bu yıldıza göre daha az parlak olana ise ikincil yıldız (yoldaş bileşen) adlandırılması yapılır. Yıldızların eşit parlaklıklara sahip olduğu durumlarda ise, sistemi keşfeden bilim insanlarına saygıdan ötürü onların belirlemiş olduğu adlandırılma kabul edilir.
Farklı Sınıflandırmalar Vardır
Bu sistemler, kabaca yörüngelerine hatta gözlem şekillerine göre sınıflandırılabilir. İlk olarak yörüngelerine göre bir sınıflama yaparsak uzak ve yakın çiftler olarak isimlendirebiliriz. Uzak çift yıldızlar, birbirlerinden oldukça uzak konumlardaki yörüngelerde bulunan ve evrimlerinde birbirlerini minimum düzeyde etkileyen sistemlerdir. Bir de bunların aksine birbirlerini gelişimleri boyunca etkileyen, hatta etkilemekle kalmayıp birbirlerinin üzerine yıldız maddesi bile transfer eden yakın çift yıldızlar vardır.
Gözlem şekillerine göre ise görsel, tayfsal, örten, astrometrik ve optik çiftler olarak sınıflandırılmışlardır. Görsel çift yıldızlar, bir teleskopla, hatta dürbünle bile ayrı ayrı görülebilecek kadar geniş bir ayrıklığa sahip yıldızlardan oluşan sistemlerdir. Görülebilen yıldızlardan %5’i ila %10’ u görsel çifttir. Tayfsal çift yıldızlar, teleskop ile bakıldığında bile ayrı ayrı görülemeyen, tek bir yıldızmış gibi görünen sistemlerdir. Bilim insanları bu yıldızlara ait tayf gözlemlerinden elde edilen kimyasal çizgilerin, dalga boylarındaki dönemli kaymalardan bir çift olup olmadığının tespitini yapabilir. Örten çift yıldızlar, Yer’den bakan bir gözlemciye göre, bileşenler ait yörüngelerinin uygun bir açı altında birbirlerini dönemli olarak örtmesi ile bilinirler. Bu özellik, çiftlerin herhangi belirli bir özelliğinin yerine gözlemcinin bakış açısına dayanır. Böylece bu yıldızların dönemli olarak birbirlerinin önünde ve arkasında bulunmasıyla ışıklarında azalmalar meydana gelir. Astrometrik çift yıldızlar, boş uzayda dans ediyormuş gibi görünen sistemlerdir ve bileşenler ayrı ayrı görülemez. Sistem tek yıldız gibi görünse de gökyüzündeki salınım hareketinden görülemeyen bileşen ayırt edilebilir. Son olarak da görsel olarak birbirine bağlı gibi görünen ancak uzayda birbirlerinin yakının da bile bulunmayan optik çift yıldızlar var. Bu yıldızları sahip oldukları farklı uzay hareketlerinden ayırmak mümkündür.
Nasıl Oluşurlar?
Yıldızlar galaksi etrafında hareketi sırasında bazen büyük bir yıldız tarafından yakalanarak yeni bir çift sistem oluşturabilir. Ancak bu olay oldukça nadir rastlanan bir durumdur. Daha yaygın olanı, bu yıldızların birlikte oluşmasıdır. Yıldız oluşum bölgelerinde gaz ve toz yeni bir yıldız oluşturmak için çökerken, bu gaz ve tozdan oluşan yapı bölünebilir. Bu durumda tek bir yıldız yerine birden fazla yıldızdan oluşan çoklu sistemler ortaya çıkar. Bu yıldızlar birebir aynı olmasalar da birlikte gelişirler.
Çift sistemlerde, yıldızların evrimleşme durumlarını ciddi anlamda etkileyen parametre birbirlerine olan uzaklıklarıdır. Uzak çift yıldızların birbirleri üzerinde etkisi yok denecek kadar az olduğundan neredeyse genellikle tek yıldız gibi yaşam sürüp ve o şekilde evrimleşirler. Ancak yakın çift yıldızlarda, yıldızların kimyasal bileşimlerini değiştiren toplu kütle transferleri yüzünden birbirlerinin evrimini büyük ölçüde etkilerler. Yakın çift sistemlerde bileşenlerden birisi hızlı evrimleşebilir, hatta süpernova patlaması geçirebilir. Tam da bu durumda, eğer bu patlamanın etkisiyle dış katmanlarını atarak bir pulsar oluşturursa genellikle yoldaşını yok edebilir. Eğer hayatta kalırsa, yeni hali ile yörüngesinde bulunmaya devam eder ve daha fazla malzeme akışına sebep olabilir.
Ötelerdeki Gezegenler
Peki bu sistemlerde gezegenler var ise yaşam da olabilir mi? Bazı fikirlere göre çoklu sistemlerdeki yıldızların yaşam üzerinde doğrudan etkisi olabilir. Birden fazla yıldızın yörüngesinde dolanan gezegenler çoktan bulundu bile. Bu yıldızların yörüngeleri, gelişimi nispeten kararlı bir sisteme ihtiyaç duyan yaşamın evrimini etkileyebilir mi? Bu yıldızların sisteminde bulunan gezegenlerin hareketlerindeki farklılıklar, yıldızlardan aldıkları ışık miktarı, ısı ve radyasyondaki değişimler göz önüne alındığında, uzak veya yakın çift sistemlerde hayat er ya da geç gelişebilir mi?
Buna cevap hiç gecikmeden 2015 yılında Trieste’nin Astronomi Gözlemevi’nin araştırmacı akademi üyesi astrofizikçi Paul Sutter’dan geldi. Paul Sutter’a göre; “Çift sistem kesinlikle yüzeyinde sıvı suyun bulunma potansiyeli olan yaşanabilir bir bölge olsa da, yaşamın gelişebilmesi için bir dayanak bulmakta zorlanabilir. Arkadaşımız Kepler-47c’nin yaptığı gibi iki yıldızın yörüngesinde dolanmak hayatı çok eliptik bir hale getirebilir, ama bazen gezegeni yaşanabilir bölgeden dışarı çıkarır. Yaşam sık sık aşırı donmayı hoşgörü ile karşılamaz” demiştir.
Çift yıldızlı bir sistemde, gezegen sadece bir yıldızın yörüngesinde mi dolanacak? Bazen gökyüzünde aynı anda iki yıldız olması, hafif bir yanık kokusuna sebep olabilir. Ya da gezegenin her yüzeyinin bir yıldıza dönük olması halinde, gecenizi ve uykunuzu mahvedebilir. Paul Sutter, UV radyasyonunun ve yıldız patlamalarının tek bir yıldızdan değil de iki yıldızdan olmasının yaşam için uygun olmadığını da sık sık ifade etmiştir. Evet, bu türden kararsızlıklar ve değişkenlikler, bildiğimiz yaşam için gerekli düzeni sağlamada oldukça zorlayıcıdır. Peki yaşam denildiğinde illa Yer benzeri bir gezegen hayal etmek ne kadar doğru olur?
Güneş Çift Yıldız mı?
Bir de çift yıldız denildiğinde akla sık gelen sorulardan birisi; Güneş’in de bir kardeşi olabilir mi? Bazı bilim insanlarınnca , Güneş’in de çift sistem üyesi olduğu ve ondan çok uzakta bir konumda bir bileşene sahip olabileceği bile öne sürülmüştür ve hâlâ tartışılmaktadır.
1980’lerde bilim insanları, Dünya tarihinde bazı paleontologların öne sürdüğü 26 milyon yıllık çevrime sahip periyodik kitlesel yok oluşların, Güneş Sistemi’nde Nemesis adında ikinci bir bileşenin varlığından kaynaklandığını öne sürmüşlerdir. Bu bileşenin bir yıldız, belki de bir kahverengi cüce veya sönükleşmiş bir kırmızı veya beyaz cüce olabileceği iddia edildi. Gerçi burada bahsedilen çevrimsel doğa olayları da tartışmalıdır.
2010 yılında NASA’nın Geniş Alan Kızılötesi Tarama Kaşifi (WISE), her ne kadar Güneş Sistemi’ndekileri olmasa da kahverengi cüceleri araştırmaya başladı. Ancak Güneş’in bir yoldaşı olsaydı, WISE bunu ortaya çıkarmalıydı. Ne WISE ne de 2MASS (Two Micron All-Sky Survey) bir yoldaşa dair sinyal bulamadı ve NASA’nın kıdemli bilim adamlarından olan David Morrison’a göre, eğer ki böyle bir nesne olsaydı, bu iki hassas teleskop ile kolayca tespit edilebilirdi.
Bunun aksine, 2017’de yapılan bir çalışmada ise, Güneş gibi yıldızların neredeyse tamamının doğduklarında bir yoldaşa sahip olduğu gösterildi. New Mexico’da bulunan Very Large Array radyo astronomi gözlemevi ve Hawaii’deki James Clerk Maxwell Teleskobu ile yapılan bir araştırmada onlarca sistem incelendi. Bu çalışmada bilim insanları, bir bileşeni olan genç yıldızların genellikle aralarında daha geniş bir ayrıklığa sahipken, yaşlı olanların ise daha dar bir ayrıklıkta olduklarını buldular. Yapılan modellemeler de çoğu çift yıldızın aralarında belirli bir uzaklıkla oluştuktan sonra ya birlikte daha yakın duruma geçeceklerini, ya da birbirlerinden ayrılarak aralarındaki çekimsel bağları koparabileceklerini önermektedir. Güneş sistemi için ise ikinci bir bileşen olma ihtimali hala belirsizdir. Eğer varsa, Güneş’in kardeşi büyük ihtimalle milyarlarca yıl önce uzaklaştı. Bu tartışmayı bitirecek kanıtlar veya bulgular hala keşfedilmeyi bekliyor.
