Evsiz Yıldızlardan Gelen Hayalet Işık, Bize Onlar Hakkında Çok daha Fazlasını Anlatıyor

Uzayda göründüğünden çok daha fazlası var.

Devasa kümelerde yer çekimsel olarak birbirine bağlı galaksiler arasında yalnız yıldızlar tek başlarına dolaşırlar.

Bu yıldızların nereden geldiğini bilmiyoruz. Ev sahibi galaksilerden mi uzaklaştılar? Yoksa hep orada mıydılar, yoksa karanlıkta tek başlarına mı şekillendiler?

Cevapları bulmak için Hubble Uzay Teleskobu, ışığın bize ulaşması için 10 milyar yıl kadar uzun bir yol kat ettiği 10 galaksi kümesini inceledi. Ve gözlemler, yalnız yıldızların zayıf, dağınık ışığının erken Evren'de küme içi uzayda parıldadığını ortaya çıkardı; bu yıldızlar çok uzun bir süredir tek başlarına dolaşıyorlar.

Güney Kore'deki Yonsei Üniversitesi'nden astronom James Jee, "Bu, bu yıldızların küme oluşumunun ilk aşamalarında zaten evsiz olduğu anlamına geliyor" diyor.

Bu, galaktik yıldızları evlerinden ve galaksiler arası uzaya fırlatan son yerçekimi etkileşimlerini dışlıyor.

Fotoğraf: Açık mavi renkli iki gökada kümesi için Hubble verileri. (NASA, ESA, STScI, James Jee/Yonsei Üniversitesi, James DePasquale/STScI)

Galaksi kümeleri, yerçekimi ile bir araya getirilen yüzbinlerce galaksiden oluşan dinamik ortamlardır. Bu tür yüksek yoğunluklu durumlarda, galaksiler daha yüksek bir oranda çarpışır ve birleşir, nihai birleşme gerçekleşmeden önce kütleçekimsel dansları uzun madde akışlarını tetikler.

Küme içi ortam olarak adlandırılan bir kümedeki gökadalar arasındaki zayıf gaz, küme merkezinin yörüngesinde dönerken bir gökadadan maddeyi (ve yıldızları) çeken sürtünmeyi de sağlayabilir.

Galaksilerin içindeki farklı durumlar - orantısız süpernovalar ve bir kara deliği içeren 3 cisim yerçekimi etkileşimleri gibi - yıldızların galaktik kaçış hızlarında yıldızlararası uzaya fırlamasına neden olabilir. Bu senaryoların galaktik küme üyeliğinden bağımsız olarak gerçekleşmesi beklendiğinden, bunun küme içi ışığı hesaba katması olası değildir.

Dolayısıyla, küme içi yıldızlar için üç makul köken vardır: birleşmeler, sıyrılma veya yıldızlar, küme oluşurken zaten oradaydı.

Yonsei Üniversitesi'nden Jee ve meslektaşı astronom Hyungjin Joo, küme içi ortamdaki sürüklemenin sorumlu olamayacağını biliyoruz. Bunun nedeni, zamanla daha fazla yıldızın galaksilerden küme içi uzaya çekilerek küme içi ışığın oranını artırmasıdır.

Bununla birlikte, tüm Evren tarihi boyunca, 10 milyar yıl öncesine kadar, küme içi ışık sabit kalır. Araştırmacılar, artan bir parıltıya dair hiçbir kanıt bulamadılar.

Jee, "Yıldızları neyin evsiz bıraktığını tam olarak bilmiyoruz. Mevcut teoriler sonuçlarımızı açıklayamıyor, ancak bir şekilde erken evrende büyük miktarlarda üretildiler" diyor. "İlk oluşum yıllarında, galaksiler oldukça küçük olabilirdi ve daha zayıf bir yerçekimi kavrayışı nedeniyle yıldızları oldukça kolay yörüngeleri dışına bırakıyorlardı.”

Ekip, daha ziyade, bulgularının, küme içi ışığın baskın kaynağının, ya küme henüz oluşurken kümedeki en parlak gökadaların oluşumu ve büyümesiyle birlikte bir oluştuğunu ya da henüz yeni oluşmuş başıboş yıldızları bünyesine katarak olduğunu öne sürdüğünü söylüyor.

Bu önemlidir çünkü küme içi ışık, kümeyi birbirine bağlamaya yardımcı olan görünmez karanlık maddenin haritasını çıkarmaya yardımcı olabilir. Galaksi birleşmeleri yeni olsaydı, bu yıkıcı süreç sırasında fırlatılan yıldızların küme uzayı arasında dağılmak için zamanı olmayacaktı ve bu nedenle ışık, karanlık madde dağılımını doğru bir şekilde haritalayamayacaktı.

Bununla birlikte, kümenin ilk günlerinden beri var olan başıboş yıldızlar çok daha eşit bir şekilde dağılacaktı.

Joo, "Küme içi yıldızların kökenini çözebilirsek, bu, tüm bir gökada kümesinin birleşme tarihini anlamamıza yardımcı olacak ve kümeyi saran karanlık maddenin görünür izleyicileri olarak hizmet edebilirler" diyor.

Evrendeki karanlık maddenin doğası ve rolü hâlâ dev bir gizem; Galaksiler arasındaki hayaletimsi ışığı haritalamak, onları çözmemize yardımcı olabilir.

Araştırma Nature'da yayınlandı.