Uzun yıllardan beri astronomlar, evrenin erken dönemine ait ilkel kalıntılar olan ilk yıldız neslini arıyorlardı. Şimdi ise, onları bulmuş olabilirler.
Sedef Çakır
GazeteBilim Yazı İşleri
Ohio’daki Toledo Üniversitesinden Ari Visbal ve ekibi, James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) uzak LAP1-B adlı galaksiye ait önceki gözlemlerinin ayrıntılı analizinden sonra, Popülasyon III (Pop III) olarak adlandırılan bu yıldızlardan bazılarını görmüş olabileceklerine inanıyor.
Popülasyon III yıldızlarının, Büyük Patlama’dan sonra geriye kalan maddeler olan hidrojen ve helyumdan, ayrıca çok az miktarda lityumdan oluştuğu düşünülüyor. Bu yıldızlar, evrenin oluşumundan yaklaşık olarak 200 milyon yıl sonra ortaya çıktılar. Son derece nadirdirler çünkü çok uzun zaman önce yok oldular. Fakat bilim insanları, bu uzak ve kadim cisimlerden gelen zayıf ışığın tespit edilebileceğini düşünüyorlardı.
Önceki Popülasyon III adayları, oluşumları ve özellikleriyle ilgili üç temel kriteri karşılamadıkları için elenmişti. Yani bu yıldızların, “halos” olarak adlandırılan küçük karanlık madde kümelerinde oluştuğu, çok büyük kütleli oldukları ve küçük kümeler halinde meydana geldikleri tahmin ediliyordu.
Bu cisimler tahminlerle tam olarak uyuyor mu?
The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlanan makalelerinde ekip, buluşlarının bu üç koşulu da karşıladığı kanısında. Öncelikle, Popülasyon III yıldız sistemi, bilim insanlarının öngördüğü ortamda (Güneş’in kütlesinin yaklaşık 50 milyon katı büyüklüğünde bir karanlık madde kümesinde) oluştu.
Bir diğer neden ise, bu yıldızların kütlelerinin Güneş’in kütlesinin 10-1.000 katı arasında değişmesi. Bu yıldızlar küçük gruplar halinde bir araya gelmiş, fakat toplamda yalnızca birkaç bin Güneş kütlesi kadar bir kümelenme oluşturmuşlardı. Bu da üçüncü öngörüyü doğrulayan bir adım oldu.
Araştırmacılar, “LAP1-B, klasik Popülasyon III kaynakları için yapılan üç temel teorik öngörüyle uyuşan ilk Pop III adayıdır.” diye yazdı.
Bir diğer kanıt ise LAP1-B’nin etrafındaki gazdan geliyor. Bu gaz, belirgin tayf (spektral) imzaları gösteriyor ve yalnızca çok az miktarda metal içeriyor. Bu durum, sistemin çok genç olduğunu ve ilk dev yıldızlardan bazılarının kısa süre önce süpernova patlamalarıyla yok olarak bu erken elementlerle gazı “kirlettiğini” düşündüren senaryoyla oldukça uyumlu.
Sonraki adımlar neler?
Bu araştırma şüphesiz son derece heyecan verici olsa da, Popülasyon III yıldızlarının keşfi henüz kesin olarak doğrulanmış değil. Hâlâ bazı belirsizlikler mevcut. Örneğin, ilk süpernovaların tam olarak ne kadar madde saçtığı ve mevcut bilgisayar modellerinin erken evrenin fiziğini ne ölçüde doğru yansıttığı gibi sorular henüz netliğe kavuşmuş değil.
Ancak o kesin doğrulamayı beklerken, bu yeni çalışma başka uzak cisimleri bulmak için bir yol haritası sunabilir. Örneğin, James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) gücünü kütleçekim mercekleme gibi tekniklerle birleştirmek mümkün. LAP1-B’nin tespitini sağlayan bu yöntem, bu keşfin sadece bir başlangıç olabileceği anlamına geliyor.
Ekip, “LAP1-B, galaksi kümelerinden gelen kütleçekim merceklenmesiyle Popülasyon III yıldızlarının incelenmesi açısından sadece buzdağının görünen kısmını temsil ediyor olabilir.” açıklamasında bulundu.
Bu yeni keşif hakkında, Prof. Dr. Sıtkı Çağdaş İnam GazeteBilim’e özel açıklamalar yaptı:
z=6.6 kırmızıya kayma değerine sahip, yani evrendeki ilk yıldızların oluşumlarını gözleyebileceğimiz kadar uzak bir gökadanın James Webb Uzay Teleskopu (JWST) gözlemlerinin Popülasyon III yıldızlarının varlığına işaret ettiğine dair bir haber söz konusu. Popülasyon III yıldızları ilk nesil yıldızlar. Yıldız oluşumunun koşulları henüz yeni sağlandığında, yani henüz yıldızlarca kimyasal olarak zenginleştirilmemiş evrenin bu ilk dönemlerinde oluşması gerektiği düşünülen yıldızlar bunlar. Bu yıldızların büyük kütleli ve dolayısıyla kısa ömürlü olmaları teorik bir beklenti. Bu sebeple kendi gökadamızda ya da yakın gökadalarda Popülasyon III yıldızlarını keşfetmemiz söz konusu değil. Çok uzaklara baktıkça evrenin ilk dönemlerini görebiliyoruz ve böylece Popülasyon III yıldızlarını keşfetmeye yaklaşabiliyoruz. Söz konusu çalışmada da buna aday yıldızları keşfetmiş olabileceğimiz ortaya konuyor. Henüz bu yıldızların Popülasyon III olup olmadıkları net olmasa da böyle genç bir gökadanın karanlık maddece zengin halesinde yer alıyor olması ümit verici. Eğer gerçekten Popülasyon III yıldızlarını keşfetmeye başlarsak yıldız evriminin kimyasal olarak zenginleşmemiş yıldızlararası ortamlarda nasıl çalıştığını daha iyi anlayabilecek ve yıldız evriminin teorik altyapısını böyle gözlemsel bulgularla daha da geliştirebileceğiz. Bu sebeple haberi ve çalışmayı heyecan ve merakla karşıladığımı belirtmek istiyorum.
Kaynakça:
Astronomers may have found the first stars that formed after the Big Bang
