Bilim adamları, süper kütleli yıldızların 13 milyar yıl önce oluştuklarında küresel kümeler içinde var olduğuna dair güçlü kanıtlar buldular. Burada, Dünya’dan 22 000 ışıkyılı uzaklıkta, 150 ışıkyılı çapındaki bir boşluğa sıkıştırılmış bir milyon yıldızdan oluşan M13 küresel kümesinin bir görüntüsü. Kredi bilgileri: HST STScI NASA ESA
Cenevre, Paris ve Barselona üniversitelerinden araştırmacılar, oldukça büyük yıldız kümelerinde görülen tuhaflıkların süper kütleli yıldızlarla açıklanabileceğine dair güçlü kanıtlar ortaya çıkardılar.
Küresel kümeler, bir milyona kadar bireysel yıldızı barındıran, evrenin en büyük ve eski yıldız gruplamalarıdır. Aynı zamanda doğmuş olan bu yıldızlar, başka hiçbir yıldız popülasyonunda bulunmayan anormallikler sergileyen, belirgin bir kimyasal yapıya sahiptir.
Bu benzersiz özelliği anlamak, astronomi alanında büyük bir bilmeceyi temsil eder. Daha önce süper kütleli yıldızların sorumlu olabileceğini tahmin eden Cenevre ve Barselona Üniversitelerinden araştırmacılar ile Paris Astrofizik Enstitüsü (CNRS ve Sorbonne Üniversitesi’ne bağlı), bu yıldızların ilk kimyasal kanıtlarını küresel proto-kümelerde tespit ettiklerine inanıyorlar. . Bu proto-kümeler, Dünya’dan yaklaşık 440 milyon yıl sonra ortaya çıktı. Büyük patlama.
James-Webb uzay teleskobu tarafından yapılan gözlemler sayesinde elde edilen bu sonuçlar dergide yayınlandı. Astronomi ve Astrofizik.
Küresel kümeler, bir düzine ila yüz ışıkyılı arasında değişen bir yarıçapa sahip, bir küre içinde dağılmış çok yoğun yıldız gruplarıdır. 1 milyona kadar yıldız içerebilirler ve her tür galakside bulunurlar. Bizimki yaklaşık 180 tanesine ev sahipliği yapıyor. En büyük gizemlerinden biri yıldızlarının bileşimi: neden bu kadar çeşitli? Örneğin, oksijen, nitrojen, sodyum ve alüminyumun oranı bir yıldızdan diğerine değişir. Ancak hepsi aynı anda, aynı gaz bulutunun içinde doğmuşlardır. Astrofizikçiler “bolluk anormallikleri”nden söz ederler.
Çok kısa ömürlü canavarlar
Cenevre (UNIGE) ve Barselona üniversitelerinden ve Institut d’Astrophysique de Paris’ten (CNRS ve Sorbonne Üniversitesi) bir ekip, bu fenomenin açıklamasında yeni bir ilerleme kaydetti. 2018 yılında, süper kütleli yıldızların bu kümelerin oluşumu sırasında orijinal gaz bulutunu “kirletmiş” olacağına ve yıldızlarını heterojen bir şekilde kimyasal elementlerle zenginleştireceğine dair teorik bir model geliştirmişti.
UNIGE Astronomi Bölümü’nde profesör olan Corinne Charbonnel, “Bugün, James-Webb Uzay Teleskobu tarafından toplanan veriler sayesinde, bu olağanüstü yıldızların varlığına dair ilk ipucunu bulduğumuza inanıyoruz” diye açıklıyor. Fen Fakültesi ve çalışmanın ilk yazarı.
Bu göksel canavarlar, Güneş’ten 5 000 ila 10 000 kat daha büyük ve merkezlerinde (75 milyon °C) beş kat daha sıcaktır. Ancak varlıklarını kanıtlamak karmaşıktır.
“Küresel kümeler 10 ila 13 milyar yaşındayken, süper yıldızların maksimum ömrü iki milyon yıldır. Bu nedenle, şu anda gözlemlenebilir olan kümelerden çok erken kayboldular. Çalışmanın ortak yazarı ve Barselona Üniversitesi’nde ICREA profesörü olan Mark Gieles, geriye yalnızca dolaylı izler kaldı” diye açıklıyor.
ışık tarafından ortaya
James-Webb teleskopunun çok güçlü kızılötesi görüşü sayesinde, ortak yazarlar hipotezlerini destekleyebildiler. Uydu, Evrenimizde bugüne kadar bilinen en uzak ve en genç galaksilerden birinin yaydığı ışığı yakaladı. Yaklaşık 13,3 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan GN-z11, yalnızca birkaç on milyon yaşında. Astronomide, kozmik nesnelerin ışık spektrumunun analizi, özelliklerinin belirlenmesinde kilit bir unsurdur. Burada, bu galaksinin yaydığı ışık iki değerli bilgi sağladı.
UNIGE Fen Fakültesi Astronomi Bölümü’nde doçent ve çalışmanın ortak yazarı Daniel Schaerer, “Çok yüksek oranlarda nitrojen ve çok yüksek yoğunlukta yıldız içerdiği tespit edildi” diyor.
Bu, bu galakside birkaç küresel kümenin oluştuğunu ve bunların hala aktif bir süper kütleli yıldız barındırdığını gösteriyor. “Azotun güçlü varlığı, yalnızca hidrojenin son derece yüksek sıcaklıklarda yanmasıyla açıklanabilir; bu, ekibimizdeki bir yüksek lisans öğrencisi olan Laura Ramirez-Galeano’nun modellerinin gösterdiği gibi, yalnızca süper kütleli yıldızların çekirdeğinin ulaşabileceği sıcaklıklardır.” ‘ diye açıklıyor Corinne Charbonnel.
Bu yeni sonuçlar uluslararası takımın modelini güçlendiriyor. Bu model, şu anda küresel kümelerdeki bolluk anormalliklerini açıklayabilen tek modeldir. Bilim adamları için bir sonraki adım, bu modelin geçerliliğini James-Webb verilerini kullanarak uzak galaksilerde oluşan diğer küresel kümeler üzerinde test etmek olacak.
Referans: “GN-z11’de N-geliştirme: Yüksek kırmızıya kaymada proto-küresel küme benzeri koşullarda süper kütleli yıldız nükleosentezi için ilk kanıt?” C. Charbonnel, D. Schaerer, N. Prantzos, L. Ramírez-Galeano, T. Fragos, A. Kuruvanthodi, R. Marques-Chaves ve M. Gieles, 5 Mayıs 2023, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202346410
