James Webb Uzay Teleskobu, evrenin ilk dönemlerinde var olan “canavar yıldızların” izlerini tespit ederek bilim dünyasında heyecan yarattı. Güneş’in kütlesinin yaklaşık 10.000 katına ulaşabilen bu dev yıldızlar, süper kütleli kara deliklerin oluşum gizemini çözmede kritik bir ipucu olarak değerlendiriliyor.
Astronomların uzun süredir merak ettiği sorulardan biri, Büyük Patlama’dan sadece bir milyar yıl sonra nasıl bu kadar dev kara deliklerin ortaya çıkabildiğiydi. Evrenin şafağında doğan bu dev yıldızların, süper kütleli kara deliklerin “tohumlarını” atmış olabileceği ihtimali, kozmik evrimin erken aşamalarına dair pek çok bilinmeyeni açıklayabilir.
Kabul gören kozmolojik modeller, devasa kara deliklerin olağan oluşum süreçleri ve birleşmeler yoluyla bu kadar kısa sürede oluşamayacağını öne sürüyordu. Ancak son gözlemler alternatif bir hipotezi destekler nitelikte: Süper kütleli kara deliklerin “tohumları”, doğrudan kozmik gaz bulutlarının çökmesiyle oluşmuş olabilir.
Devesh Nandal önderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi ve Portsmouth Üniversitesi işbirliğiyle yürüttükleri çalışmada, GS 3073 adlı gözya etti.
ERKEN EVRENİN CANAVAR YILDIZLARI NASIL OLUŞTU?
GS 3073 galaksisinde yapılan incelemeler, olağandışı bir azot-oksijen oranı (0,46) ortaya koydu. Söz konusu oran, bilinen hiçbir yıldız türü veya süpernova patlamasıyla açıklanamayacak kadar yüksekti. Daniel Whalen durumu şöyle açıklıyor:
“Kimyasal bolluklar kozmik bir parmak izi gibi davranır ve GS3073’teki desen, sıradan yıldızların üretebileceği hiçbir şeye benzemiyor. Bu aşırı azot miktarı, sadece tek bir kaynakla eşleşiyor: Güneşimizden binlerce kat daha kütleli ilkel yıldızlar.”
Araştırmacılar 1.000 ile 10.000 Güneş kütlesi arasındaki yıldızların nasıl evrimleşeceğini ve hangi kimyasal elementleri üreteceklerini modellediler. Bu süreçte, GS3073’te gözlemlenen azot-oksijen oranını açıklayabilecek özel bir mekanizma tespit edildi.
Söz konusu mekanizmada canavar yıldızların çekirdeğinde helyum füzyonu gerçekleşirken karbon üretiliyor. Bu karbon, hidrojenin füzyon geçirdiği dış kabuğa sızarak azot oluşumuna yol açıyor. Konveksiyon akımlarıyla yıldız boyunca dağılan azot, sonunda uzaya salınıyor.
KARA DELİKLERİN KÖKENİ: EVRENİN KARANLIK ÇAĞLARI
Araştırma ekibinin modeli, canavar yıldızların yaşam döngülerinin sonunda süpernova patlaması yaşamak yerine doğrudan kara deliklere dönüştüğünü gösteriyor. Bu dönüşüm süreci günümüzde gözlemlenen süper kütleli kara deliklerin “tohumları” olabilir.
GS 3073 galaksisinin merkezinde halihazırda aktif bir kara delik bulunması, bu teorinin doğruluğunu destekler nitelikte. Daniel Whalen konuyla ilgili olarak şu değerlendirmede bulunuyor:
“Bu kozmik devler kısa bir süre parlak bir şekilde yandıktan sonra kara deliklere dönüştü ve milyarlarca yıl sonra bile tespit edebildiğimiz kimyasal imzalar bıraktı. Tıpkı Dünya’daki dinozorlar gibi – devasa ve ilkellerdi. Ve sadece çeyrek milyon yıl yaşadılar – kozmik ölçekte göz açıp kapayıncaya kadar.”
Araştırmacılar, James Webb Uzay Teleskobu’nun gelecekteki gözlemlerinde benzer azot fazlalığına sahip başka galaksilerin de keşfedilebileceğini öngörüyor. Yeni keşifler, evrenin Büyük Patlama’dan sonraki ilk birkaç yüz milyon yılına, yani “Kozmik Karanlık Çağlar” olarak bilinen döneme ışık tutacak.
