Thorne-Zytkow Cismi Nedir?

Thorne-Zytkow Cismi (literatürde "tzc", "TZC" veya İng: "tzo-TZO" olarak geçer), bu yazının kapağındaki sanatçının tasvirinde görüldüğü gibi, yoğun nötron yıldızının devasa kırmızı süper dev bir yıldız tarafından yutulmasıyla oluştuğu düşünülen, varsayımsal bir melez yıldız tipidir.

1975 yılında fizikçi Kip Thorne ve astronom Anna Zytkow, Evren'de bulunuyor olabileceğini düşündükleri, Rusya'nın meşhur matruşka bebeklerine benzer, tuhaf bir yıldız tipinin varlığını öne sürmüşlerdi:^[1] Bu tuhaf yıldız, ölmekte olan bir kırmızı dev yıldızın, yörüngesindeki bir nötron yıldızını yutması ile oluşuyordu.

Araştırmacılara göre bu birleşmenin sonucu, çekirdeğinde bir yıldız bulunduran, farklı ışıma yapan ve özel bir kimyasal yapıya sahip olan yepyeni bir yıldız olacaktır. Astronomlar da bu nedenle bu teorik yıldız melezlerine Throne-Zytkow Cismi adını verdiler. Bu birleşmede olan, bir şehir büyüklüğünde ama Güneş kütlesinde olan bir nötron yıldızının, tıpkı bir kozmik bir parazit gibi, kendisinden daha büyük ev sahibinin içinde yaşamaya devam etmesidir (bu, doğrudan hiçbir alakası olmasa bile, akıllara biyolojideki Endosimbiyoz Teorisi'ni de getirmektedir).

Eğer Throne-Zytkow Cismi gerçekse, böyle bir yıldızın tahminî ömrü 10.000 ila 1 milyon yıl arasında değişecektir.^[2] Bu yaşam süresi göz önüne alındığında, Samanyolu Galaksisi'nde şu anda 20 ila 200 Throne-Zytkow Cismi'nin bulunması mümkündür. Ne var ki, fiziksel teorilerimiz Throne-Zytkow Cisimlerinin var olmasına izin verse de, gerçek dünyada onları bulmak çok zordur. Ortaya atıldığı zamandan beri uzayla ilgilenen birçok bilim insanı böyle bir cismi bulabilmek için uzayı taradılar, birçok aday da bulundu; ancak şu ana kadar hiçbiri onaylanmadı.

HV 2112: Bir TZC Olmaya En Çok Yaklaşan Aday!

2014 yılında Emily Levesque liderliğindeki bir ekip, Şili’nin Atacama Çölü’ndeki Macellan teleskoplarından birini kullanarak, Küçük Macellan Bulutu'nda bulunan HV 2112 yıldızını incelediler. Gözlemleri sırasında yıldızın, alışılmadık derecede yüksek miktarda molibden, rubidyum, lityum ve kalsiyum gibi elementlere ve yüksek bir parlaklığa sahip olduğunu tespit ettiler.

Araştırmacıların önerdiğine göre bu tip elementlerin oluşabilmesi için ölen yıldızın dış katmanlarında füzyon reaksiyonlarının kesintisine bağlı olarak kendilerine özel bir yol açmaları gerekiyordu. Bunlar Throne-Zytkow Cisimleri'nin beklenen özellikleri olduğundan, bu, HV 2112'nin keşfedilen ilk Throne-Zytkow Cismi olabileceği iddiasına yol açtı.^[3]

Strasbourg Astronomik Veri Merkezi

Ancak Emma Beasor ve eş yazarlarının sonradan HV 2112 üzerinde yaptıkları eleştirel bir yeniden değerlendirme, lityumun olası bir zenginleşme tepkimesi ötesinde herhangi bir olağan dışı bolluk desenlerine sahip olmadığı, teoriye göre lityum dışında bir Throne-Zytkow Cismi'nde bulmayı bekleyeceğimiz gereken diğer elementlere rastlanamadığı ve HV 2112'nin Asimptotik Dev Kol Yıldızı olduğu belirlendi.^[4]

Gözlem sırasında Asimptotik Dev Kol Yıldızı, Güneş'ten binlerce kat daha büyük bir parlaklığa sahip parlak bir kırmızı dev olarak görünür. İç yapısı, karbon ve oksijenin merkezi ve büyük ölçüde eylemsiz bir çekirdeği ve ana dizi yıldızlarına benzer çok büyük bir bileşim materyali zarfı ile ile karakterizedir.

Strasbourg Astronomik Veri Merkezi

Ancak ekip, umutları tamamen boşa çıkarmadı: Beasor ve ekibi, rubidyumun belirgin bir fazlalığına ve HV 2112 ile benzer bir parlaklığına dayanarak, 2019 yılında Küçük Macellan Bulutu'ndaki başka bir olası aday olan HV 11417 yıldızını ortaya koydular. Bu yeni keşfin gerçekten bir Thorne-Zytkow cismi olduğunu anlamak için daha fazla araştırma yapılması gerekiyor.

Bir Throne-Zytkow Cismi Nasıl Yapılır?

Nötron çekirdekli devasa yıldızlar olan Throne-Zytkow Cisimlerini yapmanın yeni bir yolu daha keşfedilmiştir.^[5] Buna göre ilk olarak, bu ikili sistemin, bir süpernova olarak patladığında oluşan nötron yıldızına verilen asimetrik vuruşa; ikinci olarak da yeni oluşan nötron yıldızını ikili sistemin kütleçekim merkezinden başlayan uzaklığın yani periapsis mesafesinin, yarıçapından daha küçük bir yörüngeye yerleşebilmek için uygun yön ve genliğe sahip olması gerekir. Sonuç olarak, nötron yıldızı, ikinci yıldızın içine gömülü hale gelir.

Throne-Zytkow Cisimleri'nin, aşırı M-tipi kırmızı süperdev yıldızlar gibi görünmesi beklenmektedir. Başlangıçta soğuk bir nötron çekirdeğine sahip 5 $M_{\odot }$ kütleli ($M_{\odot }$, Güneş Kütlesi'ni temsil eder) yıldızların evrimi, yıldızın etrafını çevreleyen bir zarfın birikmesi sırasında salınan ısı akışları tarafından nötron yıldızının ısınması hesaba katılarak sayısal olarak hesaplanır. Başka bir deyişle, nötron çekirdeğinin ısınması, ilk konfigürasyonun hızlı bir şekilde çökmesine yol açmaz. Gömülü nötron yıldızı üzerindeki yığılma, izole edilmiş bir nötron yıldızı (muhtemelen kısa periyotlu bir pulsar) ya da bir kara delik üretecektir.

Gelgelelim nötron yıldızı veya kara delik kalıntılarının baskın olup olmadığı, Throne-Ztykow Cisimlerinin ömürlerine, ilgili yığılma oranlarına ve maksimum nötron yıldızı kütlesine bağlıdır. Henüz bunların hiçbiri kesin olarak anlaşılmamıştır.^[5]