Bilim insanları 440 milyon ışıkyılı uzaklıktaki nitrojen zengini galaksinin bilmecesini çözdü

Bilim insanları ilk kez evrenin en uzak galaksilerinden birindeki olağandışı kimyasal bileşimin ardındaki gizemi açıklayabildiler. Çığır açan araştırmanın oluşturduğu son teknoloji ürünü teorik model, uzak evreni daha iyi anlamamızın anahtarı olabilir.

Hertfordshire Üniversitesi Astrofizik Araştırma Merkezi’nden (CAR) Profesör Chiaki Kobayashi, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından alınan verileri kullanarak çığır açan araştırmaya öncülük etti.

Profesör Kobayashi’nin araştırdığı galaksiye GN-z11 adı veriliyor; Büyük Patlama’dan yalnızca 440 milyon yıl sonra ‘yer alıyor’. Ancak JWST’nin alınan spektrumları, GN-z11’de alışılmadık derecede yüksek nitrojen bolluğuna işaret etti ve bu, birçok bilim adamını şaşırttı.

Büyük Patlama sırasında sadece hafif elementler üretilir ve 13,8 milyar yıllık kozmik zaman sonunda yıldızlar öldüğünde yıldızlarda karbon ve daha ağır elementler üretilip yıldızlararası ortama dağıtılır.

Şimdiye kadar galakside bu kadar çok nitrojenin varlığını açıklamak için ileri sürülen hipotezlerden biri, güneşimizden 50.000 ila 100.000 kat daha büyük olan süper kütleli bir yıldızın olası element üretimiydi.

Ancak Profesör Kobayashi’nin araştırması yalnızca süper kütleli yıldızlar hipotezini ve muhtemelen geriye kalan süper kütleli kara deliği çürütmekle kalmadı. Bunun yerine erken dönem galaksileri anlamanın yeni bir yolunu buldu.

Hertfordshire Üniversitesi’nde astrofizik profesörü olan Profesör Chiaki Kobayashi şunları söyledi: “Galaksi bize olağandışı bir yıldızdan değil, galaksi yaşamının olağandışı bir bölümünden bahsediyor. Erken galaksilerin ‘patlamalı’ yıldız oluşumuna sahip olduğunu bulduk, bu da bu olağandışı duruma neden oluyor kimyasal bileşim. “

“Modelimizin yalnızca bir milyon yıl olarak tahmin edilen kısa döneminde nitrojen bolluğu oksijenden çok daha fazladır.

“Galaksimizdeki gibi sıradan yıldızlarda olduğu gibi herhangi bir özel zenginleştirme kaynağı gerektirmeyen teorik modelimiz, şu anda sahip olduğumuz en iyi teleskopla bile tespit edemediğimiz tüm element bolluklarını da tahmin ediyor.”

Aynı zamanda nükleer astrofizik alanında da çalışan Profesör Kobaysahi, patlamalı yıldız teorik modelinin erken evrene dair anlayışımızın kilidini açmaya yardımcı olduğunu açıklıyor.

“Modelimizde galaksi aralıklı, patlamalı bir yıldız oluşumu yaşıyor ve Wolf-Rayet yıldızları adı verilen oldukça büyük kütleli ölmekte olan yıldızlar, süpernovalar tarafından oksijen gibi büyük ağır elementlerin üretilmesinden önce bu özel elementi, nitrojeni üretiyor.”

“İnandığımız ve evrenimizi inceleyen herkes için inanılmaz derecede heyecan verici olan şey, bu modelin galaksiler için son derece dramatik bir evrim aşamasına tanık olduğudur.”

Geleceğe ve keşfin astrofizik açısından ne anlama geldiğine değinen Profesör Kobayashi şunları ekledi: “Bu galaksiye benzer, alışılmadık kimyasal bileşime sahip daha birçok galaksi görmek isteriz.”

“Ayrıca bu galaksilerde nitrojen ve oksijen dışında daha fazla element görmek isteriz. Farklı türdeki yıldızlardan farklı zaman ölçeklerinde farklı elementler üretildiğinden, element bolluğu desenleri evrenin tarihini anlamak için fosil kayıtlarıdır. Ben buna derim. ‘galaktik dışı arkeoloji’ye yaklaşın.”

Bulgular: yayınlanan içinde Astrofizik Günlük Mektupları.