Evrendeki ilk yıldızların neye benzediğini bilmiyoruz. Erken Evrenin uzak bölgelerine baktığımızda, onların varlığının yalnızca izlerini gördük.
Ancak James Webb Uzay Teleskobu’ndan alınan görüntülerde izlenen yeni bir kanıt dizisi, ilgi görmeye başlayan yeni bir fikirle aynı fikirde gibi görünüyor: ilk yıldızların ortaya çıkmasından kısa bir süre sonra – eğer aralarında değilse – füzyonla çalışan ısı toplarıydı. ve buna öfke mutlak devlerdi10.000 Güneş’e kadar kütlelerle.
“Bugün, James-Webb Uzay Teleskobu tarafından toplanan veriler sayesinde, bu olağanüstü yıldızların varlığına dair ilk ipucunu bulduğumuza inanıyoruz.” astrofizikçi Corinne Charbonnel diyor İsviçre’deki Cenevre Üniversitesi’nden.
Bu bulmacanın ilk parçası, küresel küme adı verilen bir tür yıldız grubudur. Bunlar, yerel Evrende nispeten bol miktarda bulunur; etrafta var 157 nesne Samanyolu’ndaki küresel kümeler olarak sınıflandırılır. Yaklaşık 100.000 ila 1 milyon yıldız içeren çok yoğun, küresel kümelerdir; ve tüm bu yıldızların çok benzer kimyasal özellikleri var, bu da onların aynı zamanda, aynı gaz bulutundan doğduklarını gösteriyor.
Ayrıca genellikle ölümün eşiğindeki çok eski yıldızlardan oluşurlar; gökbilimciler bu eski küresel kümeleri erken Evrenin “fosilleri” olarak kabul eder ve geçmiş çağların kimyası hakkında bilgi edinmek için onları inceler.
Ancak bu eski küresel kümelerde gerçekten tuhaf bir şey var. Yıldızdan yıldıza değişen kimyasal bolluk oranları sergilerler ve açıklaması zor: helyum, nitrojen ve sodyum zenginleşmesi ve karbon ve oksijenin göreceli olarak tükenmesi.
Bu bolluklara en iyi uyan açıklama, hidrojenin son derece yüksek sıcaklıklarda yanmasıdır. 2013 yılında araştırmacılar, bu yüksek sıcaklıklara ulaşmanın olası bir yolunun büyük yıldızların çekirdekleri. Çok büyük yıldızlar. Süper kütleli, hatta yaklaşık 10.000 güneş kütlesinde, çekirdekleri bugün çevremizde gördüğümüz yıldızlardan çok daha sıcak ve çok daha yüksek basınçta.
Charbonnel ve meslektaşı Mark Gieles, daha önce Surrey Üniversitesi’nde, şimdi ise İspanya’da Barselona Üniversitesi’nde, ardından 2018’de belirlendi bu yıldızların yaydığı yıldız rüzgarının, küresel kümelerin yıldızlararası ortamını bu elementlerle “kirletmiş” olması mümkündü. Bu arada, daha küçük yıldızlarla devam eden çarpışmalar, yıldızın kütlesini doldurdu. Kirli yıldızlararası malzemeden doğan herhangi bir yıldız, erken Evren’deki süper kütleli yıldızların tohumladığı kimyasal bollukları miras alacaktır.
Ne yazık ki bu eski kirletici yıldızlar çoktan öldüler, yakınlardaki kümelerden gelen ışıkları çoktan gözden kayboldu.
“Küresel kümeler 10 ila 13 milyar yaşında, oysa süper yıldızların maksimum ömrü iki milyon yıldır.” Gieles diyor. “Bu nedenle, şu anda gözlemlenebilir olan kümelerden çok erken kayboldular. Yalnızca dolaylı izler kaldı.”
Her şey çok temiz ve derli toplu; ancak daha fazla gözlemsel kanıt gerekliydi. Ve sonra JWST çok çok uzaktaki bir galaksiye baktı: Büyük Patlama’dan sadece 440 milyon yıl sonra gizlenen ve ışığı genişleyen uzayda 13,3 milyar yıllık bir yolculuktan sonra bize ancak şimdi ulaşan GN-z11.
GN-z11’i bir süredir biliyorduk. Birkaç yılancak şimdiye kadar yapılmış en güçlü uzay teleskobu olan JWST’nin uzay ve zaman boyunca bize gönderdiği ışık spektrumunu analiz etmesi gerekti.
Gelen veriler oldukça tuhaf çıktı. GN-z11’in yıldızlararası ortamı, oksijene kıyasla nitrojen açısından önemli ölçüde zenginleştirilmiştir ve bolluk oranı şu şekildedir: dört kattan fazla Güneş’inki… ilginç, eğer Güneş’inkiyle tutarlıysa küresel kümelerin oluşumu gökbilimciler kaydetti.
Charbonnel ve meslektaşları kapsamlı bir analiz ve modelleme yürüttüler ve daha küçük nesnelerin kontrolden çıkmış çarpışmalarıyla oluşan yaklaşık 1.000 ila 10.000 güneş kütlesi arasındaki dev yıldızların, yalnızca küresel kümelerdeki değil, GN-z11’deki bolluk oranlarını tutarlı bir şekilde açıklayabildiğini buldular. Peki.
“Azotun güçlü varlığı, yalnızca hidrojenin aşırı yüksek sıcaklıklarda yanmasıyla açıklanabilir; bu, ekibimizdeki bir Yüksek Lisans öğrencisi olan Laura Ramirez-Galeano’nun modellerinin gösterdiği gibi, yalnızca süper kütleli yıldızların çekirdeğinin ulaşabileceği bir değerdir.” Charbonnel açıklıyor.
Kanıt kesin olmaktan uzak, ancak bize daha fazla bilgiyi nerede arayacağımızı söylüyor. Araştırmacılar, JWST’den erken galaksiler hakkında daha fazla veri elde etmeyi umuyor ve bu erken chonker yıldızlarını belirlememize yardımcı olabilecek benzer ipuçları arıyor. Buna karşılık, bu, erken Evren’de süper kütleli kara deliklerin nasıl oluştuğu ve Evrendeki ilk yıldızların neye benzediği gibi diğer gizemlerin çözülmesine yardımcı olabilir.
“Süper kütleli yıldız senaryosu gelecekteki çalışmalarla desteklenebilirse, bu, küresel kümeleri anlamamız ve genel olarak süper kütleli yıldızların oluşumu için çok sayıda önemli sonuçla birlikte önemli bir adım sağlayacaktır.” araştırmacılar yazıyor.
“Her halükarda, JWST tarafından az önce ortaya çıkarılan GN-z11’in kendine özgü özellikleri, erken Evren’deki bu tür aşırı nesnelerde devam eden fiziksel süreçleri ve bunların küresel, süper kütleli yıldızların oluşumu ile olası bağlantılarını anlamak için daha fazla araştırma yapılmasını gerektiriyor. diğerleri arasında süper kütleli kara delikler.”
Araştırma yayınlandı Astronomi ve Astrofizik.
Kaynak : https://www.sciencealert.com/signs-of-monster-stars-10000-times-our-suns-mass-found-at-the-dawn-of-time