Çeviren: Gökalp Kunurkaya
Düzenleyen: Ümit Sözbilir
Özet: Kahverengi cüceler, bir başka deyişle “olmamış yıldızlar”, yıldız olabilmek adına yeterli kütleye, hâliyle yeterli sıcaklığa, ulaşamamış gök cisimleridir. Bu yetersizliklerinden ötürü çekirdeklerinde hidrojen yakarak enerji üretemedikleri için “yıldız” olarak sınıflandırılamazlar. Yıldızlara göre daha soğuk olduklarından en fazla ışımayı elektromanyetik tayfın görünür bölgesinden ziyade kızılötesi bölgesinde yaparlar. Bu da onları kızılötesi astronominin çalışma alanlarından biri hâline getirir. Kaliforniya Üniversitesinde astronomi profesörü olan Ian S. McLean ve arkadaşları, bu gök cisimlerini saptamak adına yaptıkları çalışmaları anlatıyorlar.
Jüpiter gibi gaz devi gezegenler ile küçük kütleli yıldızlar arasındaki eksik halka olan gözlenmesi zor kahverengi cücelerin, Hawaii W.M. Keck Gözlemevindeki Keck II Teleskobu kullanılarak Kaliforniya Üniversitesi (UCLA) Astronomi Profesörü Ian S. McLean ve çalışma arkadaşları tarafından “parmak izi” alındı.
McLean, “Kahverengi cücelerin kızılötesi tayfı, bu cisimlerin atomik ve moleküler parmak izlerini ortaya çıkarır. Her kahverengi cüce sınıfının benzersiz bir parmak izi vardır. Biz de bu gök cisimlerinin 50’den fazlasının fiziksel ve kimyasal özelliklerini açığa çıkaran tayflarını elde ettik.” dedi.
Kahverengi cüceler, Jüpiter’den daha büyük kütleye sahip ancak yıldız olmak için yeteri kadar büyük kütlede olmayan, olmamış yıldızlardır. Aynı Güneş ve Jüpiter gibi onlar da başlıca hidrojen gazından ve muhtemelen dönen bulut kuşaklarından oluşur. Güneş’in aksine enerjisini üretebilecek iç kaynakları yoktur ve görünür bölgede neredeyse hiç ışıma yapmaz. McLean, kahverengi cücelerin yıldızlar ile birlikte yıldızlararası ortamdaki gazların ve tozun çökmesiyle oluştuğunu söyledi. İlk kahverengi cücenin 1995 yılına kadar keşfedilememesine rağmen McLean, gök adanın onlarla dolu olduğundan şüpheleniyor.
“Kahverengi cüceleri bulmak ve yakalamak oldukça zor.” dedi McLean ve ekledi, “En iyi kızılötesi bölgesinde tespit edilirler lakin bu bölgede bile tespit edilmeleri oldukça zordur. Bu soluk cisimlerden kaynaklanan ısı parıltısını kızılötesi bölgede tespit ediyoruz. Genellikle ısı izini tespit edebilmemiz için bu cisimlerin bir miktar yakında, 100 ışık yılı içerisinde, olmaları gerekiyor.”
McLean ve çalışma arkadaşları bunu, McLean’in UCLA’deki ve Kaliforniya Üniversitesindeki diğer gök bilimcilerle birlikte tasarlayıp ürettiği gelişmiş bir cihazı kullanarak yapıyorlar. Dünyanın en büyük optik ve kızılötesi teleskobu olan Hawaii’de Mauna Kea Yanardağının tepesindeki W.M. Keck Gözlemevinin 10 metrelik Keck II Teleskobuna takılı bu cihazın ismi NIRSPEC’tir. 182 santimetre yüksekliğe, 1000 kilogram kütleye ve dünyanın en güçlü kızılötesi tayf çekerine sahiptir.
Kaliforniya Teknoloji Enstitüsünün, NASA tarafından finanse edilen Kızılötesi İşleme ve Analiz Merkezinde kadrolu bilim insanı olan Davy Kirkpatrick, “Bu çalışma, kahverengi cücelerin ışıklarının büyük çoğunu yaydığı bölge olan kızılötesi bölgesinde büyük miktarda yüksek kaliteli tayf verisinin sistematik olarak sunulduğu ilk seferdir. Kahverengi cücelerin Güneş’e yakın olanlarının yaklaşık %2’si tuhaf kürelerdir ve biz bunların neden farklı olduğunu tanımlamaya ve anlamaya başlıyoruz. Ek olarak farklı yollarla keşfedilen birçok kahverengi cüce bildirildi ve artık bunları ileride örnek olarak alınabilecek bir kaynak hâline gelecek şekilde tutarlı olarak sunuyoruz.” dedi.
McLean, 1986’da gök bilimciler tarafından sıkça kullanılan dünyanın ilk kızılötesi kamerasını ve o zamandan beri de artan gelişmişlikte altı adet kızılötesi kamera ve tayf çeker[1] üretti. McLean’in tayf çekerlerindeki NIRSPEC gibi dedektörler, 1980’lerdekinden 250 kat daha fazla piksel sayısına sahiptir.
Kahverengi cücelerin tayflarıyla ilgili McLean, “Tayf, neyin olduğunu ve neyin eksik olduğunu ortaya çıkarır. Işıktaki eksiklik bize, kahverengi cücenin atmosferindeki bir şeyin ışığı soğurduğunu söyler. Tayflarını ilk çalıştığımız zaman kahverengi cüceler, daha önce karşılaştığımız hiçbir yıldıza benzemeyen tuhaflıktaydı. En soğuk kahverengi cücelerin tayflarındaki eksik ışığın sebebi, Güneş Sistemi’nin Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün gibi dış gaz devlerinde de gördüğümüz atmosferdeki metan gazının varlığıydı. Bununla birlikte Güneş benzeri herhangi bir normal yıldızda görmediğimiz kızgın buhar biçiminde suyun varlığını da görüyoruz. Güneş, su moleküllerine sahip olamayacak kadar çok sıcaktır. Metan ve su, kızılötesi tayfta kendine has bir iz bırakır. Kahverengi cücelerin tayfları, bir yıldızın tayfından Jüpiter’in tayfına doğru kademeli bir değişim gösterir. Kahverengi cüceler, Jüpiter benzeri gaz devi gezegenler ve kırmızı cüceler gibi küçük yıldızlar arasındaki eksik halkadır.” dedi.
McLean eğer fazla sayıda kahverengi cüce mevcutsa bu cisimlerin, evrendeki “kayıp kütle” olarak adlandırılan “karanlık maddeye küçük ama hatırı sayılır katkı sağlayabileceğini” şu sözlerle ifade etti: “Kahverengi cüceler, bu sözde karanlık maddenin tamamını açıklayamayacaktır. Henüz keşfetmek için yeterli teknolojiye sahip olmadığımızdan hesaba katılmamış bilinen madde biçiminde bir kütle var. Kahverengi cüceler belki küçük kara delikler ve dış gaz kabuğunu kaybetmiş ölü bir yıldızın çekirdeği olarak kalan ve gerçek yıldızlar olan soluk beyaz cüceler var. Beyaz cüceler, kahverengi cüceler, kara delikler ve gaz, karanlık maddenin bir kısmını açıklar. Kalan kısım muhtemelen maddenin yeni bir biçimidir.”
Yapılan çalışma ve çalışmanın geleceğiyle ilgili McLean şunları söyledi: “NIRSPEC’ten dört senelik veri toplamanın ardından, 50’den fazla kahverengi cücenin tayfını elde edip inceledik ve çeşitlilikleri çözümledik. Gelecekte gök bilimciler, yeni keşfettikleri kahverengi cücelerin kızılötesi tayflarını elde ettiklerinde ne tür bir kahverengi cüce bulduklarını yayımladığımız tayflarla karşılaştırarak belirleyebilecekler. Sonraki adım, gök adanın daha uzak bölgelerindeki yeni oluşmuş olan en genç kahverengi cüceleri gözlemek.”
Kızılötesi astronomideki kahverengi cüce çalışmalarının, gelecekte evrenin anlaşılmasına dair ne gibi kapılar açacağı merak konusu. Kahverengi cücelerin on yıldan daha kısa bir süre önce keşfedilmesinden beri astronomlar, gökyüzünde görünen yıldızlardan çok daha fazla yıldız olabileceğini düşünmeye başladılar. Genel olarak yakındaki yıldızların %80’i kırmızı cüce, %10’u Güneş türü yıldız ve %10’u da daha büyük yıldızlardır. Kahverengi cücelerin, alt kahverengi cücelerin ve Güneş Sistemi dışındaki gezegenlerin gerçek bolluğu hâlâ bilinmiyor ve gökyüzünün geniş alanlarının keşfedilmesi gerekiyor. Kahverengi cücelerin çoğunun tespiti Two Micron All Sky Survey (2MASS) tarafından yapılmış olsa da Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ve gezegen bulma Doppler tekniği de kullanılan yöntemler arasındadır.
1 Tayf çeker, ışığı, ışığın içindeki bileşen renklerine ayıran bir ekipmandır.
