Güneş Sistemi’nin ötesindeki ilk Aurora borealis

Dünya’dan 18 ışık yılı ötede yapılan gözlem, kahverengi cücelerin yıldız mı yoksa gezegen mi oldukları tartışmasını yeniden alevlendirdi. Jüpiter büyüklüğündeki yıldızda Dünya’da görülenden 1 milyon kat güçlü aurora gözlemlendi.

Astronomi dünyası bugüne kadar kahverengi cüce olarak tanımlanan gök cisimlerinin ne olduğu hakkında kesin bir yargıda bulunamadı. Yıldız oldukları kabul edilse de, çok daha küçük ve soğuk olan kahverengi cüceler, aynı zamanda çok az ışık yayıyorlar. Onların birer gezegen olabileceği düşüncesi de buradan doğuyor.

Bir yıldız ve gezegeni birbirinden ayıran temel özellik, yıldızın kendi yaydığı, gezegenlerin ise yansıttıkları ışınlarla aydınlanmaları. Dahası, bugüne kadar Dünya yakınında tespit edilen kahverengi cücelerin her biri, bir çift yıldız sisteminde yer alıyor. Yani, yaydıkları sanılan ışınlar aslında yörüngesinde gezindikleri diğer yıldızdan yansıttıkları ışın olabilir.

İpucu manyetik alanda olabilir

Nature dergisinde yayımlanan yeni araştırma, Dünya’dan 20 ışık yılı ötedeki bir kahverengi cücede yapılan sıradışı gözlemi konu alıyor. Radyo ve optik teleskoplarla yapılan gözlemler,

kahverengi cücenin manyetik kutuplarında Dünya’da görülen Kuzey Işıkları’ndan daha güçlü bir aurorae tespit etti. Kozmik olayın sadece gezegenlerde yaşandığının biliniyor olması, kahverengi cücelerin dev gezegenler olabileceği düşüncesini güçlendirdi.

NASA verilerine göre, Jüpiter’in kütlesinin 15 ila 75 katına sahip yıldızlar, kahverengi cüce olarak tanımlanıyor. Sahip olduğu kütle Güneş benzeri bir yıldıza kıyasla nükleer füzyon için çok düşük kalan kahverengi cüceler, bu nedenle yıldız olmayı becerememiş gök cisimleri olarak da ifade ediliyor. Yüzey sıcaklıkları, 1,000 dereceden evlerimizdeki fırınların ulaşabildiği 300-400 derece arasında değişiyor.

Kahverengi cücelerin yıldıza mı yoksa gezegene mi daha çok benzediği sorusunu, manyetik alan cevaplayabilir. Yıldızların manyetik alanları atmosferlerini çok yüksek derecede hapsederken, güneş lekelerinin aktif hale gelmesini ve güneş fırtınalarının doğmasını sağlıyor. Dünya’nın manyetik alanı ise güneş fırtınalarına karşı kalkan görevi görüyor. Güneş’ten saçılan parçacıklar kutup noktalarından atmosfere sızdığı zaman, ortaya Kuzey Işıkları çıkıyor.

Jüpiter’i cüce bırakan aurora

Araştırmada yer alan California Teknoloji Enstitüsü’nden (Caltech) Gregg Hallinan, kafalarındaki soruyu cevaplayabilmek için aurora oluşturan LSRJ 1835+3259 adlı kahverengi cüceyi inceledi. Geçmişte yapılan analizlerde, Çalgı (Lyra) Takımyıldızı’nda yer alan kahverengi cücenin birkaç saatte bir radyo dalgaları saçtığı tespit edilmişti. Bu durum, bugüne kadar büyük bir yıldızda değil ama Jüpiter’de tespit edilmişti. Kendi ekseninde bir dönüşü 9,9 saatte tamamlayan Jüpiter, dönüşleri tamamladığında radyo sinyali gönderdiği gibi aurora oluşturuyor.

Hallinan ve meslektaşları, aynı özelliklerin LSRJ 1835+3259 ve diğer kahverengi cücelerde de yaşandığını düşünüyor.

Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nin Very Large Array teleskobu LSRJ 1835+3259’un radyo dalgalarını takip ederken, Caltech’te yer alan Hale Teleskobu ile W.M. Keck Gözlemevi, optik gözlemler gerçekleştirdi. LSRJ 1835+3259 her 2,84 saatte kendi ekseninde döndüğünde radyo sinyali saçarken, belli bir bölgesinde aurora oluştu.

Very Large Array ile elde edilen görüntüler, aurora ile sonuçlanan sinyal döngülerini gösteriyor:

Hallinan, ortaya çıkan auroranın, Jüpiter’de meydana gelenden 10 bin kat güçlü olduğunu belirtti. Kahverengi cüce, neredeyse Jüpiter kadar büyük olsa da kütlesi yüzde 80 daha fazla. Jüpiter’in aurorası ise Dünya’dakinden 1,000 kat daha büyük.

Sheffield Üniversitesi’nden Dr. Stuart Littlefair, kahverengi cücedeki auroranın Dünya’da görülenden 1 milyon kat daha parlak ve yeşilden çok kırmızı ağırlıklı olduğunu belirtti.

LSRJ 1835+3259’daki auroranın nasıl bu kadar büyük olduğuna dair ilk düşünce, yıldızın çok hızlı dönmesi ve yörüngesinde bulunması muhtemel bir gezegenin çekim gücüyle toz parçacıklarını manyetik alana yayması.

Araştırmada yer almayan Leicester Üniversitesi’nden Jonathan Nichols, LSRJ 1835+3259’u Jüpiter’e, manyetik alanında yer aldığı düşünülen gezegeni ise Io’ya benzetti. Jüpiter’in volkanik uydusu, gaz devinin manyetik alanıyla etkileşimde bulunarak aurorayı güçlendiriyor.

Nichols, yapılan gözlemleri güzel bir şekilde özetliyor: Kahverengi cüceler başarısız yıldızlar değil, başarılı gezegenler. Hatta, güçlendirilmiş Jüpiter’ler oldukları söylenebilir.

Kaynakça:

1 – http://www.theverge.com/2015/7/29/9067697/powerful-aurorae-observed-brown-dwarf-first-time

2 – http://www.caltech.edu/news/failed-stars-host-powerful-auroral-displays-47428

3 – http://www.space.com/24467-brown-dwarfs-failed-stars-explained-infographic.html

4 – http://starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/questions/question62.html

5 – http://www.bbc.com/news/science-environment-33711161