Bilim İnsanları Evrendeki En Eski Yıldızlardan Birini Bizimkinin Hemen Yanındaki Bir Galakside Buldu

Bilim insanları Samanyolu dışındaki bilinen en eski yıldızlardan birini tespit etti. Mart ayında Nature Astronomy dergisinde yayınlanan keşif, Samanyolu'nun bir uydu galaksisi olan Büyük Macellan Bulutu'nda (LMC) evrenin ilk günlerinden kalma bir kalıntıyı ortaya çıkardı ve güneşin var olmadığı bir zamanın koşullarını gözler önüne seriyor.

Büyük Patlama'dan sonra doğan ilk yıldızlar milyarlarca yıl önce yaşadı ve öldü, bu nedenle evrenin ilk zamanlarının hikayesini anlatacak hiçbir yıldız kalmadı. Ancak bu yıldız atalarının izleri, oluşan ve bugün hala hayatta olan ikinci nesil yıldızlarda korunmuştur.

Chicago Üniversitesi'nde astrofizikçi olan çalışmanın başyazarı Anirudh Chiti Live Science'a gönderdiği e-postada, bu eski yıldızların dış katmanlarının "doğal gaz bulutlarının kimyasal bileşimini koruduğunu" ve dolayısıyla bu bulutları yeni kimyasallarla besleyen ilk nesil yıldızların bileşimini ortaya koyduğunu söyledi. Chiti, bu yıldızların bileşiminin, yıldızlar milyarlarca yıl önce oluştuğunda elementlerin erken üretimine bir pencere sunduğunu söyledi.

 

Yıldız Kalıntılarını Avlamak

İlk yıldızlar milyarlarca yıl önce, Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra canlandılar. Bunlar o zamanlar bol miktarda bulunan tek elementten oluşan devlerdi: yaklaşık dörtte üçü hidrojen ve dörtte biri helyum. Bu devler nükleer yakıtlarını hızla tüketerek dış katmanlarını döktüler ve ardından süpernova olarak patlayarak yıldız çevrelerini çekirdeklerinde oluşan yeni ve daha ağır elementlerle kirlettiler.

Bu yıldız külü, ilkinin zenginleştirdiği gaz bulutlarından ikinci nesil yıldızlar doğduğunda karışıma girdi. Bu döngü, giderek daha ağır elementler oluşturarak ve hatta kozmosu yaşam için yapı taşlarıyla tohumlayarak devam etti. Bu, soluduğumuz oksijenin, kemiklerimizdeki kalsiyumun ve kan hücrelerimizdeki demirin kaynağıdır.

Gökbilimciler bir yıldızdaki bu elementlerin miktarını ölçerek yıldızın yaşını tahmin edebilirler. Biriken "kül" ne kadar azsa, yıldız o kadar yaşlı olmalıdır, daha genç yıldızlar ise daha önceki nesillerden çok sayıda element biriktirmiştir.

Birinci nesil yıldızlardan hiçbiri gözlemlenmemiştir, ancak gökbilimciler galaksimizde ikinci nesil bazı eski yıldızları tespit etmişlerdir. Bu fosiller çok nadirdir. Galaksimizdeki 100.000 yıldızdan 1'inden daha azı bu ikinci nesilden. Chiti yaptığı açıklamada "Gerçekten de samanlıklardan iğne avlıyorsunuz" dedi.

Gökbilimciler bu kalıntılardan galaksimizdeki erken koşullar hakkında çok şey öğrendiler. Şimdi, Samanyolu'nun tipik olup olmadığını veya bu koşulların diğer galaksilerde farklı olup olmadığını anlamak istiyorlar.

Çalışmanın yazarları bu soruyu yanıtlamak için gözlerini en yakın galaktik komşularımızdan biri olan LMC'ye çevirdi. Güney Yarımküre'den çıplak gözle görülebilen LMC, Samanyolu'ndan daha küçüktür ve yaklaşık 2,4 milyar yıl içinde onunla birleşecektir.

Chiti, "LMC dikkate değer çünkü neredeyse kendi başına büyük bir galaksi" ve yakın zamanda Samanyolu'nun çekimine kapıldı.

Ekip, Avrupa Uzay Ajansı'nın Gaia uzay teleskobu tarafından toplanan verilerde LMC'deki eski yıldızları aradı. Şili'deki 6,5 metrelik Magellan teleskobunu kullanarak takip ettiler ve diğer LMC yıldızlarının içerdiğinden yaklaşık 100 kat daha az demir içeren 10 yıldız tespit ettiler, bu da çok eski oldukları anlamına geliyor.

Bir tanesi öne çıktı. LMC-119 olarak bilinen bu yıldız, galaksimiz dışında bilinen tüm yıldızlardan daha az kozmik kirliliğe sahipti. Bu da onun sadece bir süpernova tarafından zenginleştirilmiş gazdan oluştuğunu ve LMC-119'un ikinci nesil bir yıldız ve çok eski olduğunun kesin bir işareti olduğunu gösteriyordu.

Live Science'a konuşan Chiti, "LMC-119'un büyük olasılıkla en az 13 milyar yaşında olduğunu söyleyebilirim" dedi. (Karşılaştırma yapmak gerekirse, evrenin kendisinin 13,8 milyar yaşında olduğu tahmin ediliyor).

Bugün LMC yaklaşık 160.000 ışık yılı uzaklıkta, ancak yazarlar ilk yıldızları oluştuğunda yaklaşık 6 milyon ışık yılı uzakta olduğunu tahmin ediyor. Makalede, "Bu, erken LMC'yi erken Samanyolu'nda oluşan ilk yıldızların fırlatmalarından izole ediyor" dediler. Bu da LMC'nin eski yıldızlarının gökbilimcilere başka bir galaksideki bebeklik koşulları hakkında bilgi verebileceği anlamına geliyor.

İlginç bir şekilde, LMC-119 galaksimizdeki eski yıldızlardan çok daha az karbona sahip. Bu durum, bu iki galakside daha ağır elementlerin nasıl oluştuğu konusunda daha önce bilinmeyen bir farklılığa işaret ediyor ve genç galaksimizdeki ortamın muhtemelen LMC'ninkinden farklı olduğunu gösteriyor.

"Büyük Macellan Bulutu'nun yıldız arkeolojisini açmak ve ilk yıldızların farklı bölgelerde evreni kimyasal olarak nasıl zenginleştirdiğini bu kadar ayrıntılı bir şekilde haritalayabilmek gerçekten heyecan verici" diyen Chiti, LMC'de bulunmayı bekleyen daha birçok eski yıldız olduğuna inanıyor.

Chiti şimdi Şili'deki Blanco 4m teleskobunu ve Samanyolu ve galaktik komşumuzdaki en eski fosil yıldızları tanımlamak için tasarlanmış ekipmanı kullanarak güney gökyüzünün dörtte birini fotoğraflamak için yeni bir programa liderlik ediyor. Gökbilimciler bu kalıntıları ortaya çıkararak, yıldızların kozmosu etrafımızda gördüğümüz her şeyi oluşturan elementlerle nasıl zenginleştirdiğine dair daha iyi bir resim çizmeyi umuyorlar.

Bu yazı LIVESCIENCE’ de yayınlanmıştır.