Evrenin ilk galaksileri hakkındaki bilgimiz, bu hafta yayımlanan iki ayrı araştırmayla köklü biçimde değişti. James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile yürütülen bir çalışma, Büyük Patlama’dan yalnızca 500 milyon yıl sonra var olan galaksilerin çevrelerine ağır element yaydığını ortaya koydu. Hubble Uzay Teleskobu verilerine dayanan ikinci bir araştırma ise bu erken galaksilerin neden bu kadar “tuhaf” göründüğünü açıklayabilecek bir ipucu sundu.

JWST, Erken Evrenin Sanıldığından Çok Daha Karmaşık Olduğunu Gösterdi

Nature Astronomy dergisinde yayımlanan araştırmaya göre Arizona Üniversitesi’nden doktora sonrası araştırmacı Yongda Zhu liderliğindeki ekip, evrenin yaşının yalnızca yaklaşık yüzde üçü kadar olduğu “Yeniden İyonlaşma Çağı”nda var olan üç galaksiyi JWST ile neredeyse 30 saat boyunca gözlemledi. Ekip, bu galaksilerden dışarı fırlayan gazda oksijen, karbon ve silisyum tespit etti. Spektrumlardaki soğurma çizgilerinin gösterdiği “maviye kayma”, ağır elementleri taşıyan gazın galaksilerden uzaya doğru hareket ettiğine işaret ediyor; bu süreç bilim insanları tarafından “baryon döngüsü” olarak adlandırılıyor. Zhu, galaksilerin bu elementleri yalnızca üretmekle kalmadığını, aynı zamanda çevrelerine yayarak olası yeni galaksilerin de tohumlarını attığını belirtiyor. Bulgu, teorik olarak var olması beklenen ama bugüne dek gözlemlenemeyen ilk nesil yıldızlar olan Popülasyon III yıldızlarının neden bulunamadığını da açıklayabilir: çevredeki gaz bu kadar erken kirlenmişse, söz konusu ilkel yıldızların oluşması için gereken saf hidrojen ve helyum ortamı yeterince uzun süre korunamamış olabilir.

Hubble’ın TEMPOS Araştırması: Metal Yoksulu Yıldızlar Farklı Davranıyor

21 Eylül’de The Astrophysical Journal Supplement Series’te yayımlanan ayrı bir çalışma da tabloyu tamamlıyor. Utah Üniversitesi’nden Grace Telford liderliğindeki ekip, altı yakın cüce galaksideki 29 devasa yıldızı inceleyen TEMPOS (Treasury of Extremely Metal-Poor O Stars) adlı Hubble araştırmasını gerçekleştirdi. Araştırmaya göre, ağır element bolluğu Güneş’in yaklaşık yüzde onunun altında kalan son derece düşük metaliklikteki yıldızlarda, yıldız rüzgârları beklenmedik şekilde ve aniden zayıflıyor. Telford, düşük metaliklik seviyelerine inildikçe önce düzenli bir eğilim gözlendiğini, ancak en uç noktalarda rüzgâr hızının keskin biçimde düştüğünü aktarıyor. Ekip ayrıca bu yıldızlarda demir soğurumunun da büyük farklılıklar gösterdiğini tespit etti; bu durum önemli, çünkü demir yıldız rüzgârlarını ve süpernova süreçlerini doğrudan etkiliyor, oysa astronomlar genellikle metalikliğin göstergesi olarak oksijeni baz alıyor.

İki Bulgu Bir Araya Gelince Ortaya Çıkan Tablo

İki araştırma birlikte değerlendirildiğinde, erken evrene dair daha büyük bir yapbozun tamamlayıcı parçalarını oluşturuyor. Arizona ekibinin JWST verileri, ilk galaksilerin birer “kimyasal fabrika” gibi işlediğini gösterirken, Utah ekibinin Hubble bulguları bu fabrikaları besleyen devasa yıldızların modern benzerlerinden oldukça farklı biçimde yaşayıp söndüğünü ortaya koyuyor. Bilim insanları, bu iki bulgunun, JWST’nin evrenin ilk milyar yılında art arda keşfettiği beklenenden çok daha karmaşık ve “tuhaf” galaksileri yorumlamakta kullanılan modelleri iyileştirmeye yardımcı olacağını düşünüyor. Araştırmacılar, JWST’den gelen gözlem verilerinin artmaya devam etmesiyle bu tür bulguların önümüzdeki dönemde daha da çoğalmasını bekliyor.