Popüler Bilim

Örten Çift Yıldızlar

Örten çift yıldızlar ilk keşfedildiklerinden bu yana üzerinde en çok çalışma yapılan çift yıldız türü olması açısından diğerlerine göre daha öne çıkmaktadır. Çünkü bu yıldızlar üzerine yapılan çalışmalarla, yıldızların pek çok özelliklerini belirleyebilmek mümkündür. Buna bağlı olarak, evrenle ilgili pek çok konuda bilgimizi daha iyi hale getirebiliyoruz. Tek bir yıldızı gözleyerek doğrudan bulamadığımız pek çok yıldız parametresini, çift yıldızları gözleyerek kolaylıkla belirlemek mümkün olabiliyor.

Birçok yıldız, görünür parlaklıklarında dönemli değişimler gösterir. Örten çift yıldızlar da onların zamana göre parlaklıklarındaki değişimi gözleyerek bulunabilmektedir. Bu değişimin iki ana nedeni olabilmektedir. İlki, gözlenen yıldızın tek olması halinde onun yapısal olarak parlaklık değişimi göstermesidir. Örneğin zonklayan yıldızlar olarak adlandırdığımız değişen yıldızlar böyledir. Bunlar temelde çeşitli mekanizmalara bağlı olarak şişip büzülürler ve bunun sonucunda, Dünya’dan bakıldığında zamanla parlayıp sönüyor görünürler (bkz. Cepheid değişen yıldızları). İkinci neden ise, gözlenen yıldızın aslında bir çift sistem olması ve bileşen yıldızların dönemli olarak bizim bakış doğrultumuza göre birbirini örtmesi sonucu toplam ışığın artıp azalmasıdır. Bunun için olmazsa olmaz koşul, bu yıldızların dolanma düzlemlerinin bakış doğrultumuzla uygun bir açı yapmasıdır. Bu tür yıldızlara örten çift yıldızlar diyoruz.

Çift yıldızlarda parlaklık değişiminin iki temel nedeni vardır. Birinci neden yıldızın yapısal olaylar nedeniyle parlaklık değişimi göstermesidir. İkinci neden ise bir çift yıldız sisteminde olan tutulmadan kaynaklı parlaklığın değişimidir.

Örten Çift Yıldızlar

Bugün için bu tür yıldızlardan binlercesini biliyoruz. Bu sistemlerim çoğu, aynı zamanda tayfsal çift olarak da bilinmektedir. Bazıları ise görsel çift olarak bilinir. İlk gözlenen çift yıldız, Perseus takımyıldızında yer alan, onun ikinci parlak yıldızı Beta Per’dir. 3200 yıl kadar önce ilk kez Antik Mısır’da gözlenmiştir. Adı Arapça Algol olarak da bilinir. Aslında Algol de 3 yıldızdan oluşur. İlk iki yıldız birbirini dönemli olarak örter. Dönemi yaklaşık olarak 2 gün 20 saat 48 dakika kadardır. İlk örten çift sınıflamalarında, benzer ışık değişimi gösteren çift yıldızların sınıfına Algol adı verilmiştir.

Algol türü örten çift yıldızlar, yaşamları boyunca birbirlerine çeşitli evrelerde madde aktarırlar. Normal koşullarda tek bir yıldızın evrimi onun kütlesine bağlıdır ancak böyle bir yıldıza madde eklemek ya da varolan maddeyi çıkarmak onun evrimini değiştirir. Bu nedenle Algol türü örten çift yıldızların bileşenlerinin evrimleri çeşitli aşamalarda değişikliğe uğrar. Bunun sonucu olarak bir Algol sisteminde bileşenlerin ayrı ayrı özelliklerini belirlediğimizde, beklenen evrim durumlarının aksine, örneğin büyük kütleli yıldızın daha az evrimleşmiş olduğunu görürüz. Diğer yıldızın ise aksine daha küçük kütleli olmasına karşın daha çok evrimleşmiş olduğu görülür. Bu duruma astronomide Algol paradoksu adı verilir.

Dönem (Periyot) Kavramı

Bir örten çift yıldızı sınıflandırabilmek için onun zamana karşı parlaklık değişimi olan ışık eğrisinin gözlemle elde edilmesi gerekir. Elde edilen değişim genellikle dönemli (periyoda sahip) bir değişim olduğundan, bir dönem sonra çok benzer bir değişim yinelenecektir. Bu nedenle astronomlar bu tür gözlemleri evrelendirirler. Yani, art arda gelen aynı dönemli değişimleri üst üste bindirerek, değişim zamanının tümünü 1 birim olarak kullanırlar. Bu yaklaşım, özellikle bir gece içinde tümünü elde edemediğimiz, dönemi bir gecelik gözlemden çok daha uzun örten çift yıldızların ışık eğrilerinin tamamlanmasında kolaylık sağlar.

Bir dönem boyunca, bileşen yıldızların parlaklıklarına bağlı olarak iki tutulma gözlenir. Daha sıcak (ve genellikle daha parlak) olan yıldızın örtülmesiyle oluşan ışık azalmasının olduğu yere baş minimum, diğerine de yan minimum adını veriyoruz.

örten çift yıldızlar dönem periyot tutulma

Bu tutulmaların arasında, yıldıza bağlı olarak, özellikle çembersel yörüngeye sahip yıldızlarda (düşük basıklık değerinde), genellikle dönemin tam yarısı kadar zaman geçer. Bir dönemi 1 birim kabul ederek hesaplanan evre açısından ele alırsak, bu süre 1 tam evrenin yarısı kadarlık bir bölüme karşılık gelir. Yani 0.5 evre kadar fark gözleriz.

Örten çift yıldızlarda genellikle dönemin başladığı zaman, derin olan minimumun (baş minimum) gözlendiği zamandan başlar. Bu zaman 0 evre olarak alınır. Bu durumda sığ olan minimum (yan minimum) 0.5 evreye karşılık gelir. Basık yörüngelerde, bu özel evreler farklı olabilir. Bir örten çift yıldızda bileşenler eşse, bu durumda tutulma derinlikleri de aynı düzeyde olur.

Işık eğrilerinin analizi sonucunda astronomlar yörüngenin basıklığını, bakış doğrultumuza göre yaptığı açıyı belirleyebilirler. Bir tutulmanın süresi, örtmeye neden olan yıldızın çapıyla bağlantılıdır. Doğal olarak küçük çaplı bir yıldızın örtmeye başlaması ile en fazla örtme sağladığı zaman, büyük çaplı bir yıldıza göre çok daha kısa olacaktır. Bunu göz önüne alarak, bir tutulmanın iniş ve çıkış sürelerini ölçerek bileşen yıldızların çaplarını yörüngenin boyutuna göre hesaplayabiliriz. Benzer biçimde minimum derinliklerini ölçerek bileşen yıldızların sıcaklıklarının oranını da hesaplamak mümkündür.

Bir örten çiftin gözlenmesiyle elde edilecek ışık eğrisini etkileyen bir çok etken bulunur. Örten çift yıldızların ilk sınıflamasında, üç tür örten çift tanımlanmıştır.

Algol Türü Örten Çift Yıldızlar

Bu tür çiftlerde yıldızlar küresel yapıda ya da az bir miktarda basık olabilir. Işık eğrilerinden tutulmaların başlangıç ve bitiş zamanları belirlenebilir. Bu tür çiftlerin ışık eğrilerinde tutulmalar dışındaki parlaklık genellikle sabittir. Eğer bileşenler epeyce farklı boyutlardaysa bazen yan minimum gözlenemeyebilir. 0.2 gün ile 10.000 gün arasında dönemlere sahip olabilirler.

Beta Lir Türü Örten Çift Yıldızlar

Bu sistemlerde bileşenler elipsoid (basık) biçimlidir. Tutulmaların başlangıç ve bitiş zamanları belirlenemez ve tutulmalar dışında sabit değil sürekli değişen parlaklıklar gözlenir. Yan minimum genellikle baş minimumdan daha sığ olarak ama her durumda gözlenir. Dönemleri genellikle 1 günden uzundur.

W UMa Türü Örten Çift Yıldızlar

Bu sistemler birbirine oldukça yakın olan ve ortak bir zarf içinde gömülü bileşenlerden oluşur. Bileşenler çoğu durumda birbirine değmektedir. Ortak zarf nedeniyle, bileşenlerin sıcaklıkları birbirinden farklı olsa bile genellikle tutulma derinlikleri birbirine çok yakındır. Tutulmalar dışında sürekli ışık değişimi görülür. Dönemleri 0.5 gün ile birkaç gün arasında değişir.

örten çift yıldız türleri algol beta lir W uma

İkili sistemlerde, daha önceki bazı yazılarımızda söz ettiğimiz gibi iki bileşenin çekim etkilerinin eş olduğu yerleri tanımlayan yüzeylere eş potansiyelli yüzeyler diyoruz. Bu yüzeylerde bazı çok özel noktalar bulunur. Bu noktalara koyulan cisimler, ikili sisteme kilitli biçimde hareket ederler. Çift yıldızların sınıflandırılmasını bu eş potansiyelli yüzeylere göre yapmak çok daha iyi bir sınıflama sağlamaktadır. Bu sınıflandırmaya Roche modeline göre sınıflandırma denir ve buna göre yukarıda verdiğimiz üç ayrı tür; ayrık çift yıldızlar, yarı ayrık çift yıldızlar ve değen çift yıldızlar olarak tanımlanırlar.


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

Referanslar

  1. Keele Astrophysics Group, Eclipsing Binary Stars, <https://www.astro.keele.ac.uk/workx/superwasp-variable-stars/Eclisping.html>
  2. University of Iowa, Eclipsing Binary Stars, <http://astro.physics.uiowa.edu/ITU/labs/professional-labs/eclipsing-binary-stars/>

Prof. Dr. Varol Keskin

Rasyonalist kıdemli yazar. Ege Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümünde profesör. Özellikle çift yıldızlar odaklı çeşitli fotometrik çalışmalar yapmıştır. Aynı zamanda 2017 yılında Türkiye adına ilk defa bir ötegezegen keşfeden ekibin bir üyesidir.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button

Destek Ol!


Neden desteğinize ihtiyacımız var: Çünkü Rasyonalist'in tek destekçisi sizlersiniz.

Rasyonalist'in masraflarını karşılamak, gelişimini sağlamak, profesyonel ekipmanlara ulaşarak bunlarla sizlere daha iyi hizmetler verebilmek için desteğiniz gerekiyor.

 

Bağışta bulunmakla ilgili soru işaretlerinizi yanıtlayabilmek için, hakkımızda sayfamıza göz atmanızı öneriyoruz.