Vücudumuzdaki karbon muhtemelen galaksiden ayrılıp kozmik ‘taşıma bandına’ geri geldi

Dünyadaki yaşam karbon olmadan var olamazdı. Ancak karbonun kendisi yıldızlar olmadan var olamazdı. Hidrojen ve helyum dışındaki neredeyse tüm elementler (karbon, oksijen ve demir dahil) yalnızca yıldız fırınlarında dövüldükleri ve daha sonra yıldızları öldüğünde kozmosa fırlatıldıkları için varlar. Nihai bir galaktik dönüşüm eyleminde, bizimki gibi gezegenler, ister Dünya’nın çekirdeğindeki demir, ister atmosferindeki oksijen veya Dünyalıların vücutlarındaki karbon olsun, yıldızların oluşturduğu bu atomların kendi yapılarına dahil edilmesiyle oluşur.

ABD ve Kanada merkezli bir bilim insanı ekibi yakın zamanda, karbon ve diğer yıldız şeklindeki atomların, yeni kullanımlar için sürüklenene kadar uzayda öylece sürüklenmediğini doğruladı. Halen aktif olarak yeni yıldızlar oluşturan bizimki gibi galaksiler için bu atomlar dolambaçlı bir yolculuk yapar. Galaksiler arası uzaya uzanan dev akımlar üzerinde köken galaksilerinin etrafında dönerler.

Galaksi çevresi ortamı olarak bilinen bu akımlar, maddeyi dışarı iten ve yerçekimi ve diğer kuvvetlerin bu ham maddeleri gezegenler, aylar, asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve hatta yeni yıldızlar halinde bir araya getirebildiği galaktik iç kısma geri çeken dev taşıma kayışlarına benzer.

Washington Üniversitesi doktora adayı ekip üyesi Samantha Garza, “Galaklaktik ortamı dev bir tren istasyonu olarak düşünün: Sürekli olarak malzemeyi dışarı itiyor ve geri çekiyor” dedi. “Yıldızların oluşturduğu ağır elementler, patlayıcı süpernova ölümleri yoluyla, ev sahibi galaksiden dışarı ve galaksinin etrafındaki ortama itilir, sonunda geri çekilebilirler ve yıldız ve gezegen oluşumu döngüsünü sürdürebilirler.”

Garza bu bulguları açıklayan bir makalenin başyazarıdır. yayınlandı 27 Aralık’ta Astrofizik Günlük Mektupları.

UW profesörü ve Astronomi Bölümü başkanı ortak yazar Jessica Werk, “Galaksinin evrimi ve galaksilerin yeni yıldızlar oluşturmak için kullanabileceği karbon rezervinin doğası hakkındaki çıkarımlar heyecan verici” dedi. “Vücudumuzdaki aynı karbon büyük olasılıkla galaksinin dışında önemli miktarda zaman harcadı.”

2011 yılında ilk kez bilim adamlarından oluşan bir ekip uzun zamandır savunulan teoriyi doğruladı bizimki gibi yıldız oluşturan galaksilerin galaksi çevresi bir ortamla çevrelendiğini ve bu büyük, dolaşan malzeme bulutunun oksijen açısından zengin sıcak gazlar içerdiğini. Garza, Werk ve meslektaşları, yıldız oluşturan galaksilerin galaksi çevresindeki ortamının aynı zamanda karbon gibi daha düşük sıcaklıktaki malzemeleri de dolaştığını keşfettiler.

Garza, “Artık galaksinin etrafındaki ortamın hem karbon hem de oksijen için dev bir rezervuar gibi davrandığını doğrulayabiliriz” dedi. “Ve en azından yıldız oluşturan galaksilerde, bu malzemenin daha sonra geri dönüşüm sürecini sürdürmek için galaksiye geri dönmesini öneriyoruz.”

Galaksi çevresindeki ortamı incelemek, bilim adamlarının bu geri dönüşüm sürecinin nasıl azaldığını anlamalarına yardımcı olabilir; bu, eninde sonunda tüm galaksiler için, hatta bizim galaksimiz için de gerçekleşecektir. Bir teoriye göre, galaksi çevresindeki ortamın geri dönüşüm sürecine olan katkısının yavaşlaması veya bozulması, bir galaksinin yıldız popülasyonunun neden uzun süreler boyunca azaldığını açıklayabilir.

Garza, “Maddeyi dışarı itip geri çekerek döngüyü devam ettirebilirseniz, teorik olarak yıldız oluşumunu sürdürmeye yetecek kadar yakıtınız olur” dedi.

Bu çalışma için araştırmacılar Hubble Uzay Teleskobu üzerindeki Kozmik Köken Spektrografını kullandılar. Spektrograf, dokuz uzak kuasardan (kozmostaki ultra parlak ışık kaynakları) gelen ışığın, yıldız oluşturan 11 galaksinin galaksi çevresindeki ortamından nasıl etkilendiğini ölçtü.

Hubble okumaları, kuasarlardan gelen ışığın bir kısmının, galaksinin çevresindeki ortamda bulunan belirli bir bileşen tarafından emildiğini gösterdi: karbon ve büyük bir kısmı. Bazı durumlarda, karbonun neredeyse 400.000 ışıkyılı kadar (veya kendi galaksimizin çapının dört katı kadar) galaksiler arası uzaya kadar uzandığını tespit ettiler.

Galaksi çevresindeki ortamı oluşturan diğer elementlerin tam kapsamını ölçmek ve bunların bileşimlerinin hâlâ büyük miktarlarda yıldız üreten galaksiler ile yıldız oluşumunu büyük ölçüde durdurmuş galaksiler arasında nasıl farklılaştığını daha fazla karşılaştırmak için gelecekteki araştırmalara ihtiyaç vardır. Bu cevaplar sadece bizimki gibi galaksilerin yıldız çöllerine ne zaman dönüştüğünü değil, nedenini de aydınlatabilir.