Double-click this headline to edit the text.

Double-click this headline to edit the text.

Yıldızdan Daha Büyük Gezegen Olabilir Mi?

Okunma Sayısı:709

İçindekiler



Yıldızdan Daha Büyük Gezegen Olabilir Mi?

8 dakikada okuyabilirsiniz.
8 dakikada okuyabilirsiniz...
Telif/Credit: NASA's Goddard Space Flight Center

Sorumuz oldukça basit: Bir gezegen etrafında dönmekte olduğu yıldızından daha büyük olabilir mi? Ancak bu soruyu doğru biçimde cevaplamak için önce “büyük gezegen” ile neyi kast ettiğimizi iyi ifade etmemiz gerekiyor. Büyük derken, gök cisminin çapının büyüklüğünden mi, yoksa kütlesinin büyüklüğünden mi bahsediyoruz?

Kütle Limiti ve Çift Yıldızlar

Sorumuzu önce "kütle" bakımından değerlendirelim. Evrende kütlesi yıldızından daha fazla olan bir gezegen olamaz; Bu durumda zaten ona gezegen diyemeyiz, çünkü bir gök cisminin nükleer füzyonu destekleyebilmesi yani yıldız olması için gereken minimum kütle 0.08 Güneş kütlesi1 kadar. Adına gezegen ya da her ne dersek diyelim, bir gök cismi bu kütle limitinin üzerine çıkarsa cismin çekirdeğindeki hidrojeni helyuma dönüştürecek nükleer füzyon süreci başlar. Bu durumda sonuç olarak, başka bir yıldızın etrafında dönen bir yıldızımız daha olmuş olur; buna artık gezegen diyemeyiz.

Evrende çift yıldızlara sıklıkla rastlanır. (Credit/Telif: NASA's Goddard Space Flight Center Gamma-ray sky map courtesy of NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)

İşte astronomide bu tür sistemlere Çift Yıldız adı veriliyor.2 Konuyu biraz daha detaylandıracak olursak, çift yıldızları “başka bir yıldızın etrafında dönen bir yıldız” olarak tanımlamanın da doğru olmadığını görürüz. Çünkü yıldız olabilecek kadar yüksek kütleli gök cisimlerinden herhangi biri, tam olarak diğerinin etrafında dönmüyor. Her iki yıldızın da kütlesi hatırı sayılır ölçüde yüksek olduğundan, bu gök cisimlerinin arasında bir ortak kütleçekim merkezi3 oluşuyor. Bu yüzden yıldızlar bu ortak kütle merkezi etrafında hareketlerine devam ediyorlar.

Güneş ve Jüpiter'in ortak kütleçekim merkezi.
(Telif/Credit: NASA - Türkçe Çeviri: Astrapera)

Aslında Güneş sisteminin toplam kütlesinin %99.8’ini tek başına oluşturan Güneş bile sistemdeki diğer gök cisimlerinin kütleleri nedeniyle oluşan ortak kütleçekim merkezi etrafında hareketini sürdürüyor. Ancak söz konusu çift yıldızlar olduğunda cisimler arasındaki kütle farkı daha düşük olduğu için buradaki ortak kütleçekim merkezi bizim sistemimize göre belirgin hale geliyor. 

Yani sorumuzdaki büyüklük kavramını kütle bakımından ele aldığımızda, bir gezegenin yıldızından daha büyük olamayacağında karar kılmış oluyoruz. Çünkü bir gezegenin kütlesinin yıldızdan daha baskın olması için, o gezegenin de yıldıza dönüşmüş olmasını bekleriz. 

Çapı Yıldızından Büyük Gezegen

Gelgelelim uzayda çapı büyük olan her gök cismi, kütle bakımından da büyük olacak diye bir kural yok. Örneğin en büyük yıldız olarak bilinen Uy Scuti’nin çapı, Güneş’in çapından 1.700 kat daha büyük olmasına rağmen, kütlesi 30 Güneş kütlesi kadar.

En yüksek kütleli yıldız R136a1'in Güneş ve Uy Scuti ile boyut karşılaştırması.

Çapı Uy Scuti yıldızından çok daha küçük olan R136a1 yıldızının kütlesi bile Güneş’in 265 katına çıkabiliyor. İşte bu durum aslında gezegenler için de geçerli. Yani bu bizi şu sonuca götürür; bir gezegenin çapı yıldızından büyük, fakat kütlesi yıldızından daha küçük olabilir. Dolayısıyla bu durumda, yıldızından daha büyük gezegen olabilir mi sorusuna vereceğimiz cevap, evet olarak değişir. 

Beyaz Cüce Yıldızlar

Ancak bu senaryo için ele alabileceğimiz yıldız türleri de oldukça önemli. Bir gezegenin yıldızından daha büyük olabilmesi için, ilk akla gelen yıldız türü beyaz cücelerdir. Beyaz cüce yıldızlar, bir zamanlar Güneş gibi olan fakat yakıtlarını tükettiklerinde dış katmanlarını saçıp, geride yalnızca çekirdeğini bırakan yıldız kalıntılarıdır.4 Bu çekirdeğin çapı yaklaşık olarak Dünya boyutlarında olabiliyor.

Bir beyaz cüce yıldızın boyutunun, Dünya ile kıyaslaması... (Telif/Credit: ESA/NASA)

Yani beyaz cüce bir yıldız ölmeden önce sistemde Dünya’dan daha büyük boyutlarda gezegenler varsa, bu gezegenlerden bazılarının yıldızın ölüm sürecinden tek parça halinde çıkabilmesi olasıdır. Dolayısıyla en sonunda elimizde beyaz cüce gibi boyutça küçük bir yıldızın etrafında dönen büyük gezegenler kalmış olur. Üstelik bu türden bir sistem 2019 yılında keşfedildi bile.

Yıldızdan Büyük Gezegen: WDJ0914+1914b

1.500 ışık yılı uzaklıktaki WDJ0914 ismindeki beyaz cüce yıldız yaklaşık olarak Dünya boyutlarındayken, yıldızın etrafında dönen gezegenin boyutu ise Neptün boyutlarında... Gaz devi olan gezegen, beyaz cüce yıldıza çok yakın bir mesafede döndüğü için, yıldızdan yayılan ışınlar gezegenin atmosferini yavaş yavaş yok ediyor. Bu süreç boyunca gezegendeki su buharı ve hidrojen sülfür gibi elementler yoğun radyasyon nedeniyle uzay boşluğuna saçılırken, oksijen gibi elementlerse yıldıza doğru çekiliyor. Bu durum, yıldızın etrafında 7 milyon kilometre çapında devasa bir disk oluşturuyor.

WDJ0914 sisteminde oluşan 7 milyon kilometre çapındaki diskin sanatçı tasviri. (Telif/Credit: ESO/M. Kornmesser (CC BY 4.0))

Çünkü beyaz cüce bir yıldız her ne kadar çap olarak gezegenden küçük olsa da yoğunluğu nedeniyle kütlesi Güneşin kütlesine yaklaşabiliyor. Bu yüzden bu yıldız, her saniye gaz devi gezegenin atmosferindeki 3.000 tonluk maddeyi tüketiyor. Ancak beyaz cücelerin bir tür yıldız cesedi olduğunu unutmamak gerekiyor. Dolayısıyla bu süreç, 350 milyon yıl gibi bir sürede sonlanacak; çünkü beyaz cüce bu süre boyunca yavaş yavaş soğuyacak ve yaydığı enerji daha da azalacak.

Saniyede 3.000 ton madde kulağa oldukça fazla gelse de bu gaz devi gezegenin kütlesi de oldukça yüksek olduğu için 350 milyon yıllık süre sonunda gezegenin atmosferindeki toplam maddenin yalnızca %4’ü yok olmuş olacak. Yıldızın tamamen ölmesi için, yani hiç enerji yaymayan soğuk bir küre halini alması içinse milyarlarca yıl geçmesi gerekiyor. 

Kırmızı Cüce Yıldızlar

Yıldızından daha büyük gezegenler için beyaz cüce yıldızların haricinde değerlendirebileceğimiz bir tür yıldız daha var: kırmızı cüceler. Evrenimizde sayıca en fazla yıldız türü olan kırmızı cücelerin kütleleri, çekirdeklerindeki nükleer füzyonu sürdürebilmeleri için tam sınırda yer alıyor. Yani yaklaşık olarak 0.08 Güneş kütlesi kadar. Kırmızı cüce yıldızların boyutlarının ne kadar küçük olabileceğini daha iyi anlamak için evrende bilinen en küçük yıldızla tanışalım.

Evrende bilinen en küçük yıldızın boyut karşılaştırması... (Telif/Credit: Cambridge University (CC BY 4.0)

EBLM J0555-57Ab5 olarak kodlanan bu kırmızı cüce yıldızın kütlesi 0.081 Güneş kütlesi kadar, yani tam sınırda. Boyutu ise Jüpiter ve Satürn’den bile daha küçük. Ancak kütle bakımından Jüpiter’den 75 kat daha yüksek kütleli olduğunu da unutmamak gerekiyor. İşte bu yüzden beyaz cücelerin yanı sıra, kırmızı cüce yıldızlardan daha büyük gezegenlerin var olması da teorik olarak mümkün. Ancak kırmızı cüce yıldızlar, çok küçük olmalarıyla birlikte aynı zamanda çok da soluk yıldızlar. Dolayısıyla bu tür yıldızları ve etrafında dönen gezegenleri de tespit etmek bir hayli zor. Örneğin bize en yakın kırmızı cüce yıldız olan Proxima Centauri bile çıplak gözle görebilmek için fazlasıyla soluk bir yıldız.

Yani kağıt üzerinde düşündüğümüzde kırmızı cüce yıldızların galaksimizdeki toplam yıldız sayısının %70’ini oluşturduğunu hesaba katarsak, boyutu yıldızından daha büyük gezegenlerin sayısının da bir hayli fazla olması gerektiği sonucuna ulaşıyoruz. 

Kemal Cihat Toprakçı

Kaynaklar ve Referanslar

  1. Astronomy 1101. Kasım 19, 2021. Bağlantı Adres,: http://www.astronomy.ohio-state.edu/~thompson/1101/lecture_star_formation.html.
  2. Binary stars. oregenedu. Bağlantı Adresi: http://abyss.uoregon.edu/~js/ast122/lectures/lec10.html.
  3. NASA. (2020, Haziran 3). What is a Barycenter? NASA. Alındığı Tarih: Kasım 19, 2021. Bağlantı Adresi: https://spaceplace.nasa.gov/barycenter/en/.
  4. NASA. Imagine the universe! NASA. Erişim Tarihi: Kasım 22, 2021. Erişim Adresi: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/dwarfs2.html.
  5. Smallest-ever star discovered by astronomers. University of Cambridge. (2017, Haziran 12). Erişim Tarihi:
    Kasım 22, 2021. Erişim Adresi: https://www.cam.ac.uk/research/news/smallest-ever-star-discovered-by-astronomers.

Zorluklardan Yıldızlara!

Ülkemizde her ne kadar astronomi ve uzay bilimleri içerikleri yeterince ilgi görmüyor olsa da içerik kalitesinin artmasıyla bu durumun değiştirilebileceğine inanıyoruz. Bu nedenle Astrapera olarak hem yazılı hem de görsel içerik kalitesi ve sürekliliği adına masraf yapmaktan kaçınmıyoruz. Bu durum Astrapera’nın yayın hayatına devam etmesi için takipçileri tarafından maddi olarak desteklenmesini önemli hâle getiriyor. Siz de aşağıdaki butonları kullanarak bize Kreosus, Patreon ya da Youtube Katıl üzerinden küçük miktarlarda da olsa bağışta bulunabilir ve Türkiye’de astronomi biliminin daha geniş bir kitleye aktarılmasında yardımcı olabilirsiniz.
Altyapı: kumova.net
sunhourglassmenu linkedin facebook pinterest youtube rss twitter instagram facebook-blank rss-blank linkedin-blank pinterest youtube twitter instagram