Samanyolu’ndan 180 kat daha hızlı yıldız oluşturan aşırı ısınmış bir yıldız fabrikasının keşfi, galaksilerin erken evrende nasıl bu kadar hızlı büyüdüğüne dair uzun süredir devam eden bir bilmecenin çözülmesine yardımcı olabilir.
Gökbilimciler, aşırı ısınmış kozmik toz içinde yoğun bir şekilde parıldayan uzak bir galaksinin sıcaklığını alarak, daha önce bilinmeyen, aşırı türden bir yıldız fabrikasını ortaya çıkardılar.
İlk nesil yıldızlar, bugün yakın evrende görebildiğimiz herhangi bir yerden çok farklı koşullar altında oluşmuştur; bu nedenle, dergide yayınlanan yeni araştırma da bu nedenledir. Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri çok büyüleyici.
Uzmanlar bu farklılıkları, ışıklarının bize ulaşmasının milyarlarca yıl sürdüğü kadar uzaktaki galaksileri tespit edebilen ALMA teleskopu gibi güçlü teleskoplar kullanarak inceliyorlar.
Araştırmada, İsveç’teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nden doktora sonrası araştırmacı Tom Bakx liderliğindeki uluslararası bir gökbilimci ekibi, bilinen en uzak yıldız fabrikalarından birinin sıcaklığını ölçtü.
Y1 olarak bilinen galaksi o kadar uzakta ki ışığının bize ulaşması 13 milyar yıldan fazla zaman aldı. Katalog numarası MACS0416_Y1 ile bilinen bu yıldız, Dünya’dan o kadar uzakta yer alıyor ki, ışığı evrenin genişlemesi nedeniyle yayılıyor; gökbilimciler onun uzaklığını kırmızıya kayma 8.3 olarak adlandırıyor. Kendisi de Eridanus Nehri takımyıldızı yönünde yalnızca 4 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan, MACS0416 adı verilen bir gökada kümesinin arkasında keşfedildi.
Bakx, “Evrenin bugün olduğundan çok daha hızlı yıldız ürettiği bir zamana bakıyoruz” dedi. “Önceki gözlemler bu galakside tozun varlığını ortaya çıkardı, bu da onu şimdiye kadar parlayan tozdan gelen ışığı doğrudan tespit ettiğimiz en uzak yer haline getirdi.
“Bu, bu galaksinin farklı, aşırı ısınmış bir tür yıldız fabrikası işletiyor olabileceğinden şüphelenmemize neden oldu. Emin olmak için sıcaklığını ölçmeye başladık.”
Güneşimiz gibi yıldızlar uzayda devasa, yoğun gaz bulutları halinde oluşur. Orion Bulutsusu ve Carina Bulutsusu bu tür yıldız fabrikalarının iki örneğidir. Birçok farklı renkte gaz ve toz bulutlarını aydınlatan en genç ve en büyük yıldızlarından güç alarak gece gökyüzünde parlak bir şekilde parlıyorlar.
İnsan gözünün görebileceğinden daha uzun dalga boylarında, yıldız fabrikaları, yıldız ışığı tarafından ısıtılan çok sayıda küçük kozmik toz tanecikleri sayesinde parlak bir şekilde parlıyor.
Galaksinin sıcaklığını araştırabilmek için bilim adamlarının ALMA’nın üstün hassasiyetine ihtiyacı vardı. Dünyanın en büyük teleskoplarından biri olan ALMA’nın kuru, yüksek rakımlı konumu, Band 9 cihazını kullanarak galaksiyi 0,44 milimetre dalga boyunda tam olarak doğru renkte görüntülemeyi mümkün kıldı.
Bakx, “Bunun gibi dalga boylarında galaksi, parlayan toz taneciklerinden oluşan dalgalı bulutlarla aydınlanıyor. Bu galaksinin diğer dalga boylarına kıyasla ne kadar parlak parladığını gördüğümüzde, gerçekten özel bir şeye baktığımızı hemen anladık” diye ekledi.
Tespit, galaksinin tozunun 90 Kelvin sıcaklıkta, yani -180°C civarında parladığını gösterdi.
Japonya’daki Nagoya Üniversitesi’nden bir gökbilimci olan ortak araştırmacı Yoichi Tamura, “Sıcaklık, Dünya’daki ev tozuyla karşılaştırıldığında kesinlikle soğuk, ancak gördüğümüz diğer karşılaştırılabilir galaksilerden çok daha sıcak” dedi.
“Bu, onun gerçekten bir ekstrem yıldız fabrikası olduğunu doğruladı. Her ne kadar böyle bir galaksiyi ilk kez görsek de, orada çok daha fazlasının olabileceğini düşünüyoruz. Y1 gibi yıldız fabrikaları evrenin erken dönemlerinde yaygın olabilir.”
Y1, yılda 180 güneş kütlesini aşan aşırı bir hızla yıldız üretiyor; bu, kozmolojik ölçeklerde uzun süre dayanamayacak, sürdürülemez bir hız. Ortalama olarak galaksimiz Samanyolu yılda yalnızca bir güneş kütlesi oluşturur.
Ancak bilim insanları, Y1’de görüldüğü gibi kısa, gizli yıldız oluşumu patlamalarının erken evrende yaygın olabileceğinden şüpheleniyorlar.
Bakx, “Bu tür aşamaların erken evrende ne kadar yaygın olabileceğini bilmiyoruz, bu nedenle gelecekte bunun gibi daha fazla yıldız fabrikası örneği aramak istiyoruz. Ayrıca bu galaksinin nasıl çalıştığına daha yakından bakmak için ALMA’nın yüksek çözünürlüklü yeteneklerini kullanmayı planlıyoruz” dedi.
Ekibi, Y1 galaksisinin başka bir kozmik gizemi çözmeye yardımcı olabileceğine inanıyor. Daha önceki çalışmalar, erken evrendeki galaksilerin, yıldızlarının parıldadıkları kısa sürede üretebileceğinden çok daha fazla toza sahip olduğunu göstermişti.
Gökbilimciler bu durum karşısında şaşkınlığa uğradı ancak Y1’in alışılmadık sıcaklığı bir çözüme işaret ediyor.
ABD’deki Flatiron Enstitüsü ve Columbia Üniversitesi’nden araştırmacı araştırmacı Laura Sommovigo, “Evrenin erken dönemlerindeki galaksiler, içerdikleri toz miktarına göre çok genç görünüyor. Bu çok tuhaf, çünkü yeterince yaşlı yıldızları yok ve bunların çevresinde toz taneciklerinin çoğu oluşuyor” dedi.
“Ancak az miktardaki sıcak toz, büyük miktardaki soğuk toz kadar parlak olabilir ve Y1’de gördüğümüz de tam olarak budur. Her ne kadar bu galaksiler hala genç olsalar ve henüz çok fazla ağır element veya toz içermeseler de, sahip oldukları şey hem sıcak hem de parlaktır.”
