Uzak evren, güneş kütlesinin 1000 ila 10.000 katı arasında süper kütleli yıldızlarla dolu olabilir; bu, aşırı büyük kara deliklerin kökenleri hakkındaki kozmik gizemi çözebilir
Sanatçının, Büyük Patlama’dan 100 milyon yıl sonra III. Nüfus yıldızlarının bulunduğu bir alanı gösteren izlenimi
James Webb Uzay Teleskobu (JWST), gökbilimcilerin ilk kez evrenin erken dönemlerindeki uzak galaksileri incelemesine olanak tanıyor. Bunlardan bazılarının, güneşten 10.000 kat daha fazla kütleye sahip egzotik süper kütleli yıldızlara işaret eden kimyasal izleri var.
Bu dev yaratıklar tuhaf çünkü yakındaki evrendeki yıldızlar için doğuştan bir boyut sınırı var gibi görünüyor. Massachusetts’teki Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden Devesh Nandal, “Galaksilere ilişkin tüm evrim modellerimiz… yıldızların 120 güneş kütlesinden daha büyük olamayacağı gerçeğine dayanıyor” diyor. “Elbette yıldızları araştıran teorik fikirler vardı… bundan daha büyük kütleli, ancak hiçbir zaman işaret edilebilecek gerçek bir gözlem olmadı.”
Yani şimdiye kadar. Nandal ve meslektaşları, GS 3073 adı verilen uzak bir galaksinin JWST gözlemlerini incelediler ve kimyasal imzalarında alışılmadık derecede yüksek miktarda nitrojen buldular. Bu tamamen anormal bir durum değil: Benzer şekilde yüksek mesafelerdeki diğer birkaç galakside de yüksek nitrojen seviyeleri görüldü.
Bununla birlikte, diğer galaksilerin çoğunda nitrojen seviyeleri herhangi bir karışıklığa neden olacak kadar yüksek değildir; nispeten normal bazı yıldız türleri ve diğer kozmik olaylar bunları açıklayabilir. Nandal, GS 3073 için durumun böyle olmadığını söylüyor. Sadece çok fazla nitrojen var.
Popülasyon III yıldızı olarak adlandırılan ve modellerin aşırı derecede büyüyebileceğini gösteren, varsayımsal olarak ilkel bir yıldızın belirli bir türü vardır. Simülasyonlar, bu yıldızların bunu yaptığında normal yıldızlardan çok daha fazla nitrojen oluşturmaları gerektiğini de gösteriyor. Nandal ve meslektaşları, kütleleri güneşten 1000 ile 10.000 kat daha fazla olan sadece birkaç Popülasyon III yıldızının GS 3073’teki fazla nitrojeni açıklayabileceğini hesapladılar. “Çalışmamız erken evrendeki Popülasyon III süper kütleli yıldızlarının bugüne kadarki en güçlü kanıtını gösteriyor” diyor.
Ancak diğer bazı araştırmacılar, süper kütleli Popülasyon III yıldızlarının verilere uygun tek yıldız olup olmadığını veya tamamen doğru olup olmadıklarını sorguluyor. Cambridge Üniversitesi’nden Roberto Maiolino, “III. Nüfus, helyumdan daha ağır elementlerin bulunmadığı neredeyse bozulmamış bir çevreyle ilişkilendirilmelidir” diyor. “Aksine, GS 3073 kimyasal olarak oldukça olgun bir galaksi. Dolayısıyla III. Popülasyonu bulmayı beklediğiniz türden bir ortama uymuyor gibi görünüyor.”
İrlanda’daki Maynooth Üniversitesi’nden John Regan, bunun sadece tuhaf bir galaksi olabileceğini söylüyor. “Evrenin erken dönemlerine ilişkin gözlemlerimiz olduğunda, tek gördüğümüz gerçekten tuhaf, gerçekten egzotik galaksiler. Bu yüzden dönüp evet demek zor ama süper kütleli yıldızların oluşmasını beklemiyorum çünkü bu çok tuhaf olurdu. Az önce bunların gerçekten tuhaf olduğunu söylediniz” diyor.
Eğer bu devasa yıldızlar gerçekten mevcutsa, bu durum araştırmacıların evrende olması gerekenden çok daha önce var olan süper kütleli kara deliklerin kökenlerini anlamalarına yardımcı olabilir. Eğer normal yıldızlar yerine süper kütleli yıldızlardan oluşuyorlarsa, bu onlara bir avantaj sağlayabilir ve bu da onların nispeten kısa bir süre içinde gördüğümüz devasa boyutlara nasıl ulaştıklarını açıklayabilir.
GS 3073 ve erken evrendeki nitrojen bakımından zengin diğer galaksilerin gerçekten süper kütleli yıldızlar içerdiğini doğrulamak zor olacak ve muhtemelen bu tuhaf devlerin daha fazla kimyasal imzasının keşfedilmesini gerektirecek. Regan, “Onların varlığına dair argümanı güçlendirmek son derece zordur; bizim için dumanı tüten bir imzaya sahip olmak çok zordur” diyor. “Fakat bu imza çok güçlü.”
