Çocukken her doğum günü, kutlama yapmak için bir nedendir, fakat büyüdüğünüzde bu heyecan biraz azalır. Yıllar içinde yavaşladığınızı fark eder ve yaşlandığınızı kabul etmek istemezsiniz. Yalnız değilsiniz; bu durum yıldızlar için de aynı. Onlar da yıllar geçtikçe yavaşlıyor, yaşları da iyi korudukları sırlarıdır. Astronomlar, yıldızların hareket hızlarını tespit ederek yaşlarını çözmeye çalışıyor.
Harvard-Smithsonian Merkezi Astrofizik Bölümü’nden Soren Meibom, yıldızların dönüşünden, yaşlarına dair kesin ve hassas ölçümler yapabilecek bir saat oluşturmayı amaçladıklarını söylüyor. Saatin yapımında önemli bir adım atmışlar. Amerikan Astronomi Topluluğu toplantısında çalışmalarını sunan Meibom ve ekibinin sonuçları, 1 milyar yıl yaşında olan yıldızlardan 4 milyar yıllık Güneş’in yaşına dek gözlenen yıldızları içeriyor.
Meibom, “Yıldızların yaşını söyleyebilmek, yıldızların evrimini ve bileşenlerinin zaman içerisinde ortaya çıkmasını içeren astrofizik olaylarının anlaşılabilmesi için bir temel oluşturuyor. Ayrıca, bu bilgiler, Güneş Sistemimizin dışında başka bir hayat olup olmadığına dair araştırma yapmakla da kısmen ilgilidir. Astronomlar, kesin ölçüm yapan yıldız saatiyle, yıldızlarla birlikte daha yaşlı gezegenlerin de yaşını belirleyebilecek.”
Yıldızların dönüş hızı yaşlarına bağlı, çünkü sabit bir şekilde yavaşlarlar. Ama aynı zamanda kütlelerine de bağlı; astronomlar büyük ve ağır yıldızların küçük ve hafif olanlara göre daha hızlı dönme eğiliminde olduğunu buldu. Bu çalışmayla, kütle, dönme ve yaş arasında kapalı matematiksel bir ilişki olduğu gösterildi. Böylece ilk ikisinin ölçülmesiyle üçüncüsü hesaplanabilecek.
Çalışmanın diğer yazarı Almanya’daki Leibniz Enstitüsü Astrofizik Bölümü’nden Sydney Barnes, kütle, dönme hızı ve yaş arasında buldukları ilişkinin gözlemlerle de tanımlandığını belirtiyor. Barnes ilk olarak bu yöntemi 2003’de tasarlamış; yönteme Yunanca dönme anlamına “gelengyros”, zaman/yaş anlamına gelen “chronos” ve çalışma anlamına gelen “study” sözcüklerini birleştirerek “gyrochronology” adını vermiş.
Astronomlar, bir yıldızın dönüşünü ölçebilmek için onun yüzeyindeki kara lekelerin neden olduğu parlaklık değişimini incelerler. Güneşimizin aksine uzak bir yıldız, ışığın ayrışmadığı bir noktadır. Bu yüzden, astronomlar yıldız diskinin çevresinde doğrudan bir güneş lekesi gözleyemez. Bunun yerine, güneş lekesi gördüklerinde, izledikleri yıldızın ışığı yavaşça azalır ve güneş lekesi dönüş nedeniyle görüş açılarından uzaklaştığında tekrar aydınlanır. Bu değişiklikleri ölçmek çok zordur, çünkü tipik bir yıldızın ışığı yüzde 1’den daha az azalır ve yıldızın yüzünde bir güneş lekesi görmek günler alabilir. Çalışma grubu bu olayı, yıldız parlaklıklarını hassas ve sürekli ölçümlerle sağlayan, Kepler Uzay Aracının ölçümlerini kullanarak başardı.
Astronomlar, “gyrochronology” yaşlarının kesin ve hassas olması için yıldızların dönme periyotlarını yaşları ve kütleleriyle beraber ölçerek yeni saatlerini kalibre etmeliler. Meibom ve meslektaşları önceden bir milyar yıllık yıldız toplulukları üzerinde çalışıyordu. Yeni çalışma NGC 6819 olarak bilinen 2, 5 milyar yıl yaşındaki yıldız kümelerini inceliyor. Böylelikle, yaş aralığının önemli ölçüde genişlediği söylenebilir. Meibom yaşlı yıldızların az ve ufak lekelere sahip olduğunu ve onların periyodunu belirlemenin zor olduğunu söylüyor.
Çalışma grubu, Güneşin ağırlığının yüzde 80 ile yüzde 140’ı kadar ağırlığa sahip yıldızları inceledi. Dönme periyodu 26 gün olan Güneş’e kıyasla, periyotları 4 günden 23 güne kadar olan 30 yıldızın dönmesini ölçebildiler. Güneş ile çok benzeyen, NGC 6819 kümesindeki, sekiz yıldız ortalama olarak 18,2 günlük dönme periyoduna sahiptir. Buradan, Güneş’in periyodunun yaklaşık 2 milyar yıl öncesine ait olduğunu çıkarabiliriz.
Çalışma grubu, ölçümlerle en iyi eşleşen modelin belirlendiği, yıldızların kütlelerine ve yaşlarına bağlı olarak dönüş hızlarının hesaplandığı birçok bilgisayarlı modelleme geliştirdi. Meibom, dönüş periyotlarının ölçülmesiyle, bizim galaksimizdeki çok sayıdaki soğuk bölge yıldızları için kesin bir yaş elde edilebileceğini belirtiyor.
