Çift Yıldızlar

Gece gökyüzünde gördüğümüz yıldızların çoğu tek başına değildir. Birçoğunun yanlarında yoldaş yıldızı vardır. Kimilerinin ise birden çok yoldaşı bulunur. Bu nedenle bunlara çift yıldızlar ya da çoklu yıldız sistemleri deriz. Çok daha fazla yıldızın bir arada bulunduğu topluluklara ise yıldız kümesi deriz. Bu yazımızda, Dünya’dan baktığımızda birbirine çekim etkisiyle bağlı iki yıldızdan oluşan çift yıldızlardan söz edeceğiz.

Çift yıldızların birçok türü vardır ve bunların tümü, yörünge hareketleri sırasında birbirini örtmez yani bir tutulma göstermezler. Bazılarını bu nedenle çift yıldız olarak ayırt etmek mümkün olmayabilir. Tutulma gösterenler için birkaç saatten birkaç 10 yıla kadar, hatta daha uzun dönemlere sahip olan çift yıldızlar vardır (iki tutulma arasındaki süre).

Bazı çift yıldızlar yalnızca aynı doğrultuda olan ancak çekimle birbirine bağlı olmayan sistemlerdir. Bunlara Optik Çift denir. Bunlar gerçek çift yıldızlar değildir, sadece görsel olarak öyleymiş gibi görünürler (tamamen bakış doğrultusuna denk gelmelerinden kaynaklı). Aşağıda bahsedeceğimiz türler ise bizim gerçek anlamda çift yıldız olarak sınıflandırdıklarımızdır.

Görsel Çift Yıldızlar

Bu türde her iki yıldız, teleskopla bakıldığında ayrı ayrı görülebilir. Uzun zaman aralığı boyunca yapılan gözlemlerle bileşen yıldızların birbirine göre konumları belirlenebilir ve bu veri kullanılarak çiftin yörüngesi saptanabilir. Bu tür yıldızlar göreli olarak bize yakın olduklarından yıldızlarını ayrı ayrı görebiliriz. Oysa ki bu yıldızlar birbirinden, Dünya-Güneş uzaklığının yüzlerce katı kadar uzak olabilirler. Bileşen yıldızlar çekimsel olarak birbirlerine bağlıdır ve çekim dışında birbirlerini çok etkilemezler. Parlak olan bileşene A, diğerine B adlandırması yapılır. Toplamda 1.000’den az sayıda görsel çift bilinmektedir.

Alfa Centauri

Gökyüzünde gördüğümüz parlak yıldızlardan bazıları görsel çift yıldızdır. Örneğin bize en yakın yıldız sistemi olan Alfa Centauri, 4.3 ışık yılı uzaklıkta olan ve Alfa Cen A ve Alfa Cen B olarak adlandırılan iki yıldızdan oluşur. Aralarındaki uzaklık, yaklaşık olarak Dünya-Güneş uzaklığının 23 katı kadardır, başka bir deyişle, Uranüs-Güneş uzaklığından biraz fazladır ve bir dönüşü 80 yılda tamamlarlar. Üçüncü bir yıldız olan Proxima Cen, şu anda Dünya’ya en yakın olan yıldızdır. 4,22 ışıkyılı ya da 1,295 parsek uzaklıktadır ve aynı zamanda Alfa Cen C olarak adlandırılır. Keşfedildiği 1915 yılından beri, çekim merkezine epeyce uzak bir üçüncü bileşen olduğu düşünülmekteydi. Son zamanlarda yapılan gözlemler, sisteme çekimsel olarak bağlı olmayabileceğini göstermektedir.

Farklı zamanlarda yapılan gözlemlerle iki yıldızın birbirine göre konumları ölçülerek, parlak bileşen sabit olacak biçimde bir grafik çizilirse, daha sönük olan bileşenin parlak bileşene göre yörünge hareketi görülebilir.

Sirius

Diğer yakın görsel çift yıldız, Canis Major (Büyük Köpek) takımyıldızında bulunan ve çok bilinen Sirius adlı yıldızdır. Parlak bileşen olan Alfa CMa A gökyüzünde en parlak görülen yıldızdır. Bileşeni, Alfa CMa B çok daha sönük bir beyaz cüce yıldızdır. Önceleri konum değişimiyle çift olduğu bulunmuş, daha sonra 1862 yılında sönük bileşen olan beyaz cüce gözlenebilmiştir.

Tayfsal Çift Yıldızlar

Birçok çift yıldız çok uzak olduklarından ayrı ayrı görülemeyen bileşenlerden oluşurlar (tek bir yıldız gibi görünürler). Bir kısmı ise yine uzak oldukları ve birbirlerine çok yakın konumda bulundukları için ayırt edilemezler. Pek çok çift sistem, tayflarındaki (spektrumlarındaki) çizgilerin Doppler kayması göstermesi sayesinde bulunmuşlardır. Bu tür çift yıldızlara tayfsal çift yıldızlar diyoruz.

Bileşenleri ayırt edilemeyen bir çift sistemin tayfı, her iki yıldızın birleşik tayfı olarak gözlenir. Yıldızlar ortak kütle merkezi etrafında hareket ettikçe, bize göre yaklaşma ya da uzaklaşma durumlarına göre tayf çizgileri kırmızı ya da mavi bölgeye doğru kayar. Böylece yörünge hareketi boyunca alınan tayflardan bu kaymalar kullanılarak yörünge bilgileri ve her iki yıldızla ilgili bazı bilgiler elde edilebilir.

Bu tür bir gözlem için bazı koşulların sağlanması gerekir. Çift sistemin yörünge düzlemi bizim bakış doğrultumuza uygun olmalıdır. Eğer yörünge düzlemine tepeden bakıyor konumdaysak Doppler kaymalarını göremeyiz. Eğer bileşen yıldızlar küçük ve birbirinden çok ayrıksa, yörünge hızı düşük olur ve kaymalar da çok az olacağı için belirlenme şansı azalır. Kimi sistemlerde ise bileşen yıldız çok sönük olduğundan tayfta ona ilişkin çizgiler ayırt edilemeyebilir.

Bu yolla 1889 yılında ilk belirlenen çift sistem özel adı Mizar olan Zeta UMa adlı yıldızdır. O zamana kadar Mizar zaten bir görsel çift yıldız olarak bilnmekteydi. Yapılan tayfsal çözümlemeyle Mizar A adlı yıldızın aynı zamanda bir tayfsal çift olduğu bulundu. Daha sonra yapılan ayrıntılı gözlemlerle ise, Mizar B adlı yıldızın da ayrıca tayfsal bir çift olduğu bulundu. Yani özetle Mizar, toplamda 4 yıldızdan oluşmaktadır ve biz teleskopla baktığımızda yalnızca iki tanesini görebiliriz.

Astrometrik Çift Yıldızlar

Tüm yıldızların bir uzay hareketi vardır. Bu hareket pek çok farklı etkene bağlıdır. Normal koşullarda bir yıldızın zamana göre uzay hareketini referans noktasına göre ölçtüğümüzde, temel olarak düz bir doğrultuda hareket ettiğini görürüz. Bazı yıldızlar uzun zaman aralıklarında gözlendikleri zaman, uzay hareketlerinin bir doğru değil yalpalı bir yol olduğu görülür. Eğer bu yalpalama dönemli bir hareketse, buna neden olan, görünmeyen bir bileşenin varlığıdır. Bu durumda gördüğümüz yıldıza göre daha sönük ikinci bir yıldızın kütle merkezi etrafında hareketi söz konusudur. Bu yolla bulunan çift yıldızlara astrometrik çift yıldızlar diyoruz.

Yukarıda söz ettiğimiz Sirius adlı yıldız bunlardan biridir. Sirius’un bileşeni ilk kez bu yolla bulunmuştur ancak zamanımızda bileşen de ayrı olarak gözlenebildiği için görsel çift olarak da bilinmektedir.

Görsel: Mike Guidry, University of Tennessee.

Bu tür çift yıldızları belirlemek için çok uzun yıllar boyunca gözlem yapmak gerekir. Bu nedenle bu yolla bulunan çift yıldız az sayıdadır. Sirius bu yolla 1844 yılında belirlenmiş, 1864 yılında bileşeni teleskopla gözlenebilmiştir. Procyon olarak bilinen Alfa Canis Minoris (Küçük Köpek Takımyıldızı’nda) ilk olarak astrometrik çift olarak belirlenmiş başka bir yıldızdır. Yine teleskopla günümüzde gözlenebilen beyaz cüce yıldız olan bir bileşeni bulunmaktadır.

Günümüzde özellikle robotik teleskoplarla, uzun zaman aralıklarını kapsayan gözlemler yapılabilmektedir. Bu gözlemlerde elde edilen görüntüler özel bir yazılımla tarandığında, pek çok görsel ya da astrometrik yıldız belirlemek mümkündür. Yine daha önceki yazılarımızın birinde anlattığımız mikro mercek yöntemi ile çift ya da ötegezegen bileşenli yıldızların belirlenebildiğini biliyoruz. Onlara göre bu tür yıldızların belirlenmesi çok daha kolaydır. Yapılması gereken, bu tür veriyi ele alarak konum ölçümlerini karşılaştırmak yoluyla, beklenen gökyüzü hareketlerinin görülüp görülmediğini saptamaktır.


Hazırlayan: Prof. Dr. Varol Keskin
Editör: Ögetay Kayalı

Referanslar

  1. Australia Telescope National Facility, <https://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/binary_types.html>
Exit mobile version