‘Gizli yıldızlar’ uzak galaksilerin göründüklerinden çok daha büyük olduğunu gösteriyor

Gökbilimciler, erken evrendeki en büyük gökadaların beklenenden çok daha fazla küçük yıldız içerdiğini keşfettiler. Sonuç olarak, bu ilk gökadalar muhtemelen ilk ölçümlerin önerdiğinden çok daha büyük kütleye sahipti. Bu keşif, ilk galaksilerin nasıl oluştuğuna dair mevcut anlayışa meydan okuyor. Sonuçlar bugün yayınlandı Doğa Astronomi.

Leiden Üniversitesi’ndeki bilim adamlarının liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, bu keşfi yapmak için James Webb Uzay Teleskobu’ndan (JWST) yararlandı. Ekip, son derece derin JWST spektrumlarını Çok Büyük Teleskop’un daha önceki yer tabanlı gözlemleriyle birleştirerek milyarlarca yıl önce yıldız oluşturmayı bırakmış dokuz büyük, olgun galaksiyi inceledi. Araştırmacılar bu gözlemleri, bu kadar uzak galaksilerde bulunan küçük, sönük yıldızlar ile dev, parlak yıldızların oranlarını ilk kez güvenilir bir şekilde belirlemek için kullandılar.

Bu ölçümleri gerçekleştirmek için gökbilimciler bir galaksiden gelen ışığı, renkteki ince farklılıkların galaksideki yıldız türlerini ortaya çıkardığı bir spektruma bölerler. Bu spektrumda genellikle büyük kütleli, parlak yıldızlar hakimdir; bu da çok daha sönük, düşük kütleli yıldızların tespit edilmesini son derece zorlaştırır.

Leiden Üniversitesi’nden doktora derecesini alan baş yazar Chloe Cheng, “Eğer bir galaksi bir şehir olsaydı, en parlak yıldızlar uzaktan hemen gözünüze çarpan gökdelenler olurdu” diyor. Haziran ayında kısmen bu araştırmaya dayanarak. “Modellerimiz, çok daha fazla sayıda düşük kütleli yıldız popülasyonunun, gökdelenlerin arasına gizlenmiş evler gibi bu nadir, parlak yıldızlar tarafından gizlendiğini gösteriyor. Sonuç olarak, bu galaksinin önceki tahminlerin önerdiğinden çok daha büyük olduğu ortaya çıkıyor.”

Küçük, sönük yıldızlarda hapsolmuş görünmeyen kütleyi tahmin etmek için gökbilimciler tarihsel olarak yıldızların evrenin her yerinde kabaca aynı oranlarda oluştuğunu varsaydılar. Bu yeni sonuçlar bu varsayıma meydan okuyor ve erken evrendeki en büyük gökadaların, Samanyolu gibi daha az büyük gökadalara kıyasla çok daha büyük oranda düşük kütleli yıldız içerdiğini gösteriyor.

Örnekteki galaksilerden biri için etki özellikle dikkat çekicidir. Bu galaksi muhtemelen Büyük Patlama’dan bir buçuk milyar yıldan daha kısa bir süre sonra oluşmuştur ve daha önceki tahminlerin gösterdiğinden dört kat daha büyük kütleye sahip olabilir.

Leiden Üniversitesi’nden ortak yazar Martje Slob, “Yakın zamana kadar bu tür ölçümler kesinlikle imkansızdı” diyor. “Sadece çok uzak galaksileri büyütebilecek bir teleskoba değil, aynı zamanda bu kozmik devlerin içinde gizlenmiş sönük, düşük kütleli yıldızların ince işaretlerini güvenilir bir şekilde tespit etmek için olağanüstü kalitede spektrumlara ve yeni analiz tekniklerine de ihtiyacımız vardı.”

Şaşırtıcı derecede büyük ve olgun galaksiler

Bu keşfin erken evreni anlamamız açısından çok önemli sonuçları var. JWST’nin piyasaya sürülmesinden bu yana gökbilimciler, Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra zaten var olan şaşırtıcı derecede büyük ve olgun galaksiler buldular. Bu yeni sonuçlar, bu gökadaların muhtemelen başlangıçta bildirilenden daha büyük kütleli olduğunu gösteriyor. Galaksi oluşumu modelleri artık bu kadar büyük miktarlardaki küçük yıldızların evrenin tarihinde bu kadar erken bir zamanda nasıl oluşmuş olabileceğini açıklamalıdır.

Araştırmayı yöneten Leiden Üniversitesi’nden Mariska Kriek, “Bu sonuç, düşük kütleli yıldızlarda önceden düşünülenden çok daha fazla kütlenin saklı olduğunu gösteriyor” diyor. “Bunun astronominin birçok alanı için sonuçları var. Örneğin, düşük kütleli yıldızların yörüngesinde birçok gezegen olduğundan, bu, erken evrende daha önce varsaydığımızdan daha fazla gezegenin oluştuğunu bile gösterebilir.”

Önümüzdeki birkaç yıl içinde araştırmacılar yöntemlerini daha eski galaksilere uygulamayı planlıyorlar. Bunu yaparak, yıldızların ve galaksilerin ilk nesillerinin oluştuğu döneme daha yakın bir araştırma yapmayı umuyorlar.