Wolf-Rayet yıldızlarının, özellikle karbon bazlı moleküller olmak üzere verimli toz üreticileri olduğu bilinmektedir. Kredi bilgileri: James Webb Uzay Teleskobu
Gökbilimciler erken evrene ne kadar çok bakarsa, o kadar çok keşif yaparlar. Bu buluntulardan bazıları, kozmosun emekleme dönemi hakkında bildiklerini düşündüklerini değiştiriyor. Örneğin, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) kısa süre önce Büyük Patlama’dan yalnızca bir milyar yıl sonra var olan karbon bazlı moleküllerin ve tozun kanıtlarını buldu. Evrende daha sonra gözlemlenen tozdan biraz farklı görünüyor.
JWST’nin keşfi, JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) adlı eski bir galaksi araştırmasından geliyor. Anket, sönük erken gökadaları gözlemlemek ve karakterize etmek için 32 günlük teleskop süresi harcadı. Gözlemlediği toz, incelenen yüzlerce gökadadan en az birindeydi. Kozmik tarihin sonraki aşamalarında bolca gördüğümüz grafit veya elmas benzeri tanelerden oluşuyor gibi görünüyor.
Kimyasal imzaları, “polisiklik aromatik hidrokarbonlar” (PAH) adı verilen karbon bazlı moleküllere dikkat çekici bir şekilde benziyor. Bu moleküller daha sonra evrende bol miktarda bulunur, ancak evren sadece bir milyar yaşındayken buralarda olma ihtimalleri yoktur. Öyleyse, PAH moleküllerinin tıpatıp aynıları tarihin bu kadar erken dönemlerinde nasıl var olabildiler?
Bu karbon bazlı moleküller için bir kaynak bulmak
Keşfi açıklayan bir makalenin baş yazarı olan astronom Joris Witsok, elmas benzeri tanelerin süpernova patlamalarında fırlatılan enkazdan geldiğini tahmin etti. “Bu aynı zamanda potansiyel olarak Wolf-Rayet yıldızları veya süpernova püskürmeleri tarafından kısa zaman ölçeklerinde üretilebilir” diye açıkladı.
![Sanatçının evrendeki devasa, parlak birinci nesil yıldızları yorumlaması. Öldüklerinde süpernova patlamaları toz üretti. 1 kredi Büyük Patlama'dan sadece bir milyar yıl sonra görülen karbon bazlı moleküller](https://tkms-de-fra-teknomers.teknomers.com/wp-content/uploads/2023/07/1689997163_462_Buyuk-Patlamadan-sadece-bir-milyar-yil-sonra-gorulen-karbon-bazli.jpg)
Sanatçının evrendeki devasa, parlak birinci nesil yıldızları yorumlaması. Öldüklerinde süpernova patlamaları toz üretti. 1 kredi
Bu eski, aşırı sıcak yıldızlar, bazı süpernova patlamalarının ataları olabilir. Nano elmasların ve diğer karbon bazlı tozların yaratılması için mükemmel beşikler olacaklardı. Aslında bazı modeller, karbon açısından zengin tanelerin belirli Wolf-Rayet yıldız türlerinden geldiğini gösteriyor. Sadece bu da değil, yıldızlar süpernova olarak patladığında bu taneler hayatta kalabilir.
Bir sonraki soru, JWST’nin gözlemlediği tozu üretmek için erken evrende bu tür yıldızların var olup olmadığıdır. Toz kesinlikle evrendeki en eski yıldız popülasyonları hakkında umut verici ipuçları sağlıyor. Bunun nedeni, o ilk yıldızların çok büyük olması ve süpernova olarak patlamış olmalarıdır.
En eskileri, evren çok gençken, belki de Büyük Patlama’dan yüz milyon yıl kadar erken bir tarihte oluştu. Elbette, ilk galaksiler Büyük Patlama’dan yaklaşık 400 milyon yıl sonrasına kadar uzanıyor. İlk yıldızlar, hidrojen ve helyumdan yapılmış devasa tuhaflardı. Kısa, hızlı yaşadılar ve süpernova olarak patladılar. Bu patlamalar, evrendeki en eski toz örneklerini sağlamış olabilir.
En erken galaksilerde daha fazla yıldız oluşumu olayıyla toz birikti ve JWST’nin tespit ettiği şey buydu. Karbon bazlı moleküller ve nano-elmaslar, ilk yıldızlar tarafından sağlanmış olabilecek özel sıcak, enerjik koşullar gerektirir.
Karbon bazlı moleküller ve toz
Toz, evren boyunca var olur. Yıldız evriminin bir ürünü olduğu için, erken evrendeki şeyleri bulmak şaşırtıcı değil. Yıldız süreçlerine ilişkin içgörü sağlar, ancak aynı zamanda pek çok şeyi de gizler. Örneğin toz, Samanyolu’nun çekirdeğini ve bebek evrendeki nesneleri görmemizi engeller. Neyse ki, JWST’nin yaptığı gibi, onu “görmek” için yöntemler var.
Tozun kimyasal analizi, yapısı hakkında çok küçük ayrıntılar sağlar. Bazı toz molekülleri, belirli ışık türleri ile etkileşime girer. Gökbilimciler, tozun neyden yapıldığını anlamak için bu özelliği kullanırlar. Witstok liderliğindeki ekibin JWST gözlemleriyle yaptığı şey buydu. “Karbon açısından zengin toz taneleri, ilk kez çok erken galaksilerin spektrumlarında doğrudan gözlemlediğimiz 217.5 nanometre civarında bir dalga boyuna sahip ultraviyole ışığı soğurmada özellikle verimli olabilir” dedi gözlemleri hakkında konuşurken.
![Bu görüntü, JWST Gelişmiş Derin Galaksi Dışı Araştırma veya JADES'in bir parçası olarak gözlemlenen GOODS-Güney olarak bilinen gökyüzünün bir bölümünde JADES-GS-z6 galaksisinin konumunu vurgulamaktadır. Bu gözlemler, karbon bazlı moleküllerin kanıtlarını ortaya çıkardı. 1 kredi Büyük Patlama'dan sadece bir milyar yıl sonra görülen karbon bazlı moleküller](https://tkms-de-fra-teknomers.teknomers.com/wp-content/uploads/2023/07/1689997163_239_Buyuk-Patlamadan-sadece-bir-milyar-yil-sonra-gorulen-karbon-bazli.jpg)
Bu görüntü, JWST Gelişmiş Derin Galaksi Dışı Araştırma veya JADES’in bir parçası olarak gözlemlenen GOODS-Güney olarak bilinen gökyüzünün bir bölümünde JADES-GS-z6 galaksisinin konumunu vurgulamaktadır. Bu gözlemler, karbon bazlı moleküllerin kanıtlarını ortaya çıkardı. 1 kredi
217,50 nanometre absorpsiyon özelliği, evrendeki PAH moleküllerinin gözlemlerinde belirgin bir şekilde toz ve şekilleri gözlemlemek için harika bir araçtır. Hem PAH moleküllerini hem de nano boyutlu grafit taneleri tanımlar. PAH’lar kozmik tarihin başlarında var olsaydı harika olurdu. Bununla birlikte, oluşum süreçleri daha çok yeni doğan yıldızlar ve ötegezegen oluşumu ile ilişkilidir. Büyük Patlama’dan yaklaşık iki milyar yıl sonra gözlemlenmediler. İlginç bir şekilde, PAH’lar ayrıca yaşamın temel kimyasal yapı taşlarından biridir.
PAH değilse, orada ne var?
İlginç bir şekilde, JWST’nin gördüğü özellikler aslında 226.3 nanometrede zirve yapıyor. Bu, 217,5 nm ölçümünden çok farklı değil ve bir ölçüm hatası olabilir. Bununla birlikte, bu çok küçük dalga boyu farkının, erken kozmik tozun bileşiminin sonraki çağlarda gördüğümüz tozdan sadece biraz farklı olduğunu göstermesi de çok olasıdır. Ve Witstok’a göre bu biraz heyecan verici. Absorpsiyonun en güçlü olduğu dalga boyundaki bu hafif kayma, örneğin grafit veya elmas benzeri taneler gibi farklı bir tanecik karışımı görebileceğimizi gösteriyor’ dedi. “Bu aynı zamanda potansiyel olarak Wolf-Rayet yıldızları veya süpernova püskürmeleri tarafından kısa zaman ölçeklerinde üretilebilir.”
Bütün bunlar, erken galaksiler üzerine devam eden bir çalışmanın aleyhine oynuyor. JWST’den önce, astronomlar erken evrende birden fazla galaksiyi görüntülemek zorundaydılar. Tekrarlanan gözlemler, bu erken yıldızlar ve toz emiliminin ışıklarını nasıl etkilediği hakkında yeterli bilgi verdi. Ancak bu, gözlemleri uzun süredir yıldız ve toz oluşturan galaksilerle sınırladı. Toz üretimlerini belirlemek için daha genç galaksilere ve yıldızlara bakma şansı pek yoktu. JWST, kozmik zamanın ilk milyar yılında var olan tek tek cüce gökadaların gözlemlenmesine izin verdi. Bu onlara, evren gerçekten emekleme dönemindeyken kozmik tozun kökenlerini incelemeleri için bir zaman penceresi veriyor.
Ekip üyesi Irene Shivaei’ye göre elbette önümüzde daha çok iş var. Shivaei, “Galaksilerdeki toz üretimini ve büyümesini modelleyen teorisyenlerle daha fazla çalışmayı planlıyoruz” dedi. “Bu, erken evrendeki tozun ve ağır elementlerin kökenine ışık tutacak.”
Alıntı: Büyük Patlama’dan (2023, 21 Temmuz) yalnızca bir milyar yıl sonra görülen karbon bazlı moleküller, 21 Temmuz 2023’te https://phys.org/news/2023-07-carbon-based-molecules-billion-years-big.html adresinden alındı.
Bu belge telif haklarına tabidir. Kişisel çalışma veya araştırma amaçlı adil ticaret dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik sadece bilgilendirme amaçlıdır.