Yıldızlar galaksi içerisinde dağılmış gaz ve toz bulutlarından genellikle gruplar halinde doğarlar. Yıldız oluşumunda kütleçekim, dönme ve sıcaklık arasında kompleks bir etkileşim söz konusudur. Astronomlar arasındaki yaygın bir fikre göre yıldız oluşumu bulutun merkezinden dış bölgelerine doğru, bulutu içeriden dışarı doğru yakarak ilerler. Ancak yeni veriler bu fikre meydan okuyor. Görsel, Alev Nebulası’nın kalbinde yer alan genç bir kümenin, NGC 2024’ün kompozit X-ışın ve kızılötesi fotoğrafını gösteriyor. X-ışın verileri (Chandra X-ışın Gözlemevi’nden, mor renkli) ve kızılötesi görseli (Spitzer Uzay Teleskobu’ndan) astronomların yeni doğmuş yıldızların neredeyse tam bir sayımını elde etmek üzere kümenin derinlerine bakmasına imkan veriyor. Ve buldukları şey oldukça şaşırtıcıydı: ilk doğan yıldızları kümenin merkezinde bulmak yerine Chandra ve Spitzer verileri en yaşlı yıldızların aslında kümenin dış bölgelerinde, genç yıldızların da merkezde bulunduğunu gösteriyor. Bu yıldız oluşumunun nebulanın dış kısmında başladığını ve kümenin merkezine doğru ilerlediği anlamına geliyor olabilir. Ancak daha olası bir açıklama yıldız oluşumunun gerçekte nebulanın merkezinde başladığı, fakat yıldız oluşum bulutunun dış bölümlerinde daha erken dururken merkezdeki yüksek gaz ve toz yoğunluğu nedeniyle milyonlarca ya da milyarlarca yıl boyunca devam ettiği şeklinde.

Görsel: X-ışın: NASA/CXC/PSU/K.Getman, E.Feigelson, M.Kuhn & the MYStIX team; Kızılötesi:NASA/JPL-Caltech

Patlayan yıldızlar, kompleks kimyasal elementleri üretip dağıtırlar ve bu yüzden de evrendeki en ilginç maddelerden (diğer şeylerin yanında kayalar, bitkiler ve insanlardan) sorumludurlar. Bu sürecin detaylarını ve galaksimizde görülen kozmik kimyadaki değişikliklere neyin sebep olduğunu anlamak, astrofiziğin temel arayışıdır. Bu süreci anlamanın en iyi yolu, kendi galaksimiz ve yakında olanlardaki süpernovalardan geriye kalan kalıntıları gözlemektir. Yukarıdaki görseller, Büyük Macellan Bulutu’ndaki dört süpernova kalıntısından biri olan MCSNR J0511-6759’u gösteriyor. Bu kalıntılar, XMM-Newton Uzay Teleskobu’yla yapılan bir taramadaki X-ışın emisyonlarından bulundu. Yukarıdaki görsel, süpernova kalıntısının X-ışın, kızılötesi ve optik görüntülerini gösteriyor. X-ışın emisyonu, optik bir kabuğun merkezinde yer alıyor ve kalıntının X-ışın spektrumunun analizi, kalıntıda bir Güneş kütlesi kadar demirin var olduğunu gösteriyor. Bu demir, büyük oranda yıldız patlaması sırasında üretildi. Ama belki de en ilginci; X-ışın otopsisi, süpernovanın tüm yıldızın aniden termonükleer infilakına yol açacak şekilde kütle limitinin üzerine itilmiş dev bir beyaz cüce yıldızın ani çöküşüyle ilişkili olduğunu ortaya koyuyor.

Görsel & Referans: P. Maggi et al.

En ilginç yıldızlardan bazıları özel, gizli bölgelerde yaşarlar. Cygnus OB2 olarak bilinen yıldızlar grubu, içlerinden yaklaşık 100 tanesi bilinen normal yıldızların en devasa ve ekstrem olanları olan 3000 yıldızın birlikteliğinde de durum böyledir. Astronomlar bu nadir dev yıldızlar üzerine çalışmakta oldukça istekliler, ancak ne yazık ki Cyg OB2, en azından Dünya’dan görüldüğü kadarıyla Galaksi’nin nispeten kirli, araya giren dev toz bulutlarının önemli bilgileri astronomların gözlerinden sakladığı bir bölgesinde yaşıyor. Ama bu yıldızlardan pek çoğu X-ışın kaynakları ve X-ışınları çok büyük miktarlarda toz ve diğer yıkıntıyı delip geçebilir ve saklı kalmış önemli fiziksel detayları açığa çıkarır. Bu bölgenin özel bir sakini, Cyg OB2 #9 olarak bilinen bir yıldız X-ışını yayınladığı keşfedilen ilk dev yıldızlardan biri. Cyg OB2 #9’un  X-ışını yayınlama sebebi 30 yıldan uzun süre boyunca bir gizemdi. Şimdilerde Swift ve XMM-Newton gibi X-ışın uydu gözlemevlerinden bir filo ve yer temelli radyo teleskoplar kullanan astronomlar bu gizemi çözdüler. Ortaya çıktı ki Cygnus OB2 #9 ikili bir yaşam sürüyor – tek bir yıldız değil, dev bir yoldaş yıldıza sahip bir çift sistemi. Her iki yıldız da kuvvetli yıldız rüzgarlarına sahip ve iki yıldız dış merkezli, 660 günlük yörüngelerinde dans ettikçe bu rüzgarlar çarpışıyorlar. Bu şiddetli çarpışma milyonlarca derecelik sıcaklıklarda, X-ışın emisyonu üretmeye yetecek kadar sıcak gaz meydana getiriyor. Yalnızca bu kadar da değil, yıldızlar birbirlerinin etrafında döndükçe bu X-ışın emisyonu anlaşılabilir şekilde değişiyor. Şimdi astronomlar, yeni gözlemler sağ olsun, bu sistemi kısmen detaylı olarak modellemeyi başardılar. Cyg OB #9’un yıldız bileşenleri arasındaki rüzgar çarpışmasının daha hafif olan yıldızın çevresindeki bir yay şok dalgasını gösteren bilgisayar simülasyonu yukarıda gösteriliyor.

Görsel/Referans: Australian National Univ./E. R. Parkin ve Univ. of Lige/E. Gosset

Yıldızlar nükleer yakıtları olduğu sürece yaşarlar. Yıldızlar eninde sonunda yakıtlarını tüketirler ve eğer yıldız yeterince büyükse patlayabilir. Dev yıldızlar aynı zamanda nükleer yakıtlarını düşük kütleli olanlara göre daha hızlı harcarlar. En hızlı yanan yıldızlardan birisinin adı Eta Carinae. Eta Car’ın galaksimizdeki en büyük ve en kararsız yıldızlardan birisi olduğu düşünülüyor. Yukarıdaki görsel Hubble Uzay Teleskobu’ndan bir optik görüntünün (kırmızı ve mavi) ve Chandra X-ışın Gözlemevi’nden bir X-ışın görüntüsünün (beyaz, sarı ve yeşil) bir kompoziti. Yıldızın kendisi görüntünün merkezindeki parlak ışık noktası. Kabarcık şekilli optik nebula ise yıldızda 19’uncu yüzyılda gerçekleşen bir patlama tarafından oluşturuldu. Daha uzakta ise, X-ışın yayınlayan gazdan oluşan kırık bir elips tarafından çevrelenen düzensiz bir nebula var. Eta Car Dünya’dan yaklaşık 8000 ışık yılı uzakta olsa bile yıldızın patlaması, eğer ki patlarsa, Dünya’daki yaşam için bir tehdit oluşturabilir. Ama yıldız evrimi yeterince bilinmez, özellikle de aşırı dev yıldızlar için. Yani hiç kimse Eta Car’ın mevcut “Parlak Mavi Değişen” aşamasında mı patlayacağını, yoksa patlamak için gelecekte bir zaman evrimindeki yeni bir aşamaya mı girmesi gerektiğini gerçekten bilmiyor. Yeni bir çalışma ise sayılı günler yaşıyor olabileceğimizi öne sürüyor. SN 2009ip adı verilen dev bir değişen yıldız, Eta Car’ın 1840’lardaki “Büyük Patlama”sına benzer bir patlama yaşadı. Bu yıldızın parlaklığındaki değişimler o kadar güçlüydü ki başlangıçta yıldızın yok olduğuna inanılıyordu, ama ardından yapılan gözlemler yıldızın bir şekilde hayatta kaldığını gösterdi. En azından geçtiğimiz haftaya, yeni gözlemlerin SN 2009ip’nin (kimileri bu sonucu sorgulasa da) “gerçek” bir süpernova olmak üzere patladığını gösterişine kadar hayatta kaldı. SN 2009ip geçiş aşamasının başlamasından yalnızca 3 yıl sonra patlarken Eta Car “Büyük Patlama”sının ardından neredeyse iki yüz yıl boyunca hayatta kaldı. Eta Car bir patlama için gecikmiş olabilir mi?

Görsel: X-ışın: M. F. Corcoran & NASA; optik: Nathan Smith, Jon Morse, & NASA

Güneş’in en az 8 katı kadar kütleye sahip olan dev yıldızlar, nükleer yakıtlarını tükettiklerinde şiddetli bir şekilde patlarlar. Bu patlamalar, yıldızın merkezi, yani yıldızın kendi boyutlarının milyonda birinden daha küçük bir çekirdek çöktüğünde gerçekleşir. Yıldızın dış katmanları kendi üzerine düşer ve şiddetli bir patlamayla tekrar dışarı sıçrarlar. Uzaya doğru atılan bu dış katmanlar, süpernova kalıntısı adı verilen sıcak bir enkaz oluştururlar. Çekirdeğin kendisi de çökerek inanılmaz yoğunluklara ulaşır, bir kara delik ya da nötron yıldızı meydana getirir. Eğer çökme yıldızın her tarafında simetrik olarak gerçekleşirse, çekirdeğin enkaz alanının kabaca merkezinde kalması gerekir. Ama eğer çökme asimetrik gerçekleşirse, bu küçük, yoğun çekirdeğin belirli bir yöne doğru hızlanması mümkündür. Yukarıdaki görsel, SNR MSH 11-16A adı verilen genç bir süpernova kalıntısının kompozit X-ışın ve optik görüntüsü. X-ışın görüntüsü mor ve yeşil renkteyken optik görüntü beyaz renkte. Sıcak enkaz alanından gelen X-ışın parlaması, patlama tarafından yaratılmış, ama aynı zamanda sağ altta (ve Chandra yakın görüntüsünde öne çıkarılan), kuyruğu süpernova kalıntısının merkezini gösteriyor gibi duran, “kuyruklu yıldız şeklinde”, X-ışın yayınlayan garip bir cisim de var. Astronomlar, bu tuhaf cismin patlayan yıldızın, bu patlama sırasında enkaz alanından dışarı atılan sıcak çekirdeği olduğundan şüpheleniyorlar. Eğer böyleyse, süpernova kalıntısının tahmini mesafesi ve tahmini yaşı, uzayda saatte 10,5 milyon kilometreye kadar hızlarda ilerleyen bu cismi şimdiye kadar keşfedilen en hızlı nötron yıldızı yapar.

Görsel: X-ışın: NASA/CXC/UC Berkeley/J.Tomsick et al & ESA/XMM-Newton, Optik: DSS; IR: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF