James Webb Uzay Teleskobu’nun, erken evrenin gizemli dönemlerine ışık tutabilecek ‘karanlık yıldızlar’ adı verilen yeni bir yıldız türü olabilecek nesneleri tespit ettiği bildirildi. Bu ‘karanlık yıldızlar’ şu anda katılaşmamış olsalar da evrendeki ilk yıldızların ortasında yer alabilecekler. James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından keşfedilen üç aday nesne, erken evrende yıldız oluşumuna dair değerli bilgiler sunabilir ve süper kütleli kara deliklerin kökenini açıklarken karanlık elementin doğasına dair ipuçları sağlayabilir.
James Webb Uzay Teleskobu, erken evrende karanlık elementle çalışan yeni bir yıldız türü olabilecek nesneler tespit etti.
Bu ‘karanlık yıldızlar’ hala varsayımsaldır. JWST manzaralarındaki tanımları katı olmaktan uzaktır.
Ancak Ulusal Bilimler Akademisi’nin 25 Temmuz Bildiriler Kitabında bildirilen üç adaydan herhangi birinin bu yeni yıldız türü olduğu ortaya çıkarsa, erken evrendeki yıldız oluşumuna bir bakış sunabilir, karanlık elementin doğasına dair ipuçları sağlayabilir ve muhtemelen süper kütleli karadeliklerin kökenini açıklayabilir.
İlk olarak kozmolog Katherine Freese ve meslektaşları tarafından 2007’de önerilen karanlık yıldızlar, evrende oluşan ilk yıldız türlerinden bazıları olabilir.
Şu anda karanlık yıldızlar gözlemlenmese de, güneşte olduğu gibi nükleer füzyon reaksiyonlarından ziyade karanlık madde etkileşimlerinden gelen ısıdan güç aldıkları düşünülüyor.
Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Freese, karanlık yıldızların “çok tuhaf görüneceğini” söylüyor.
Varsayımsal yıldızlar, birleştikçe bol miktarda karanlık maddeyi yerel olarak yutan hidrojen ve helyum bulutlarından oluşmuş olabilir. Karanlık maddenin gerçek doğası bilinmemekle birlikte, karanlık madde parçacıklarının birbirleriyle etkileşime girmesi ve çarpıştıklarında birbirlerini yok etmeleri ve büyük miktarlarda ışık ve ısı üretmeleri mümkündür.
Bu ısı, hidrojen ve helyum bulutunun günümüzde var olan yıldızlar gibi ağır, sıcak bir çekirdeğe dönüşmesini engelleyecektir.
Karanlık element yok oluşlarından gelen ısı, gaz bulutunun ağırlaşmasını önleyeceğinden, karanlık yıldızlar devasa boyutlara ulaşabilir. Teorik olarak, karanlık yıldızlar Dünya’nın Güneş etrafındaki yörüngesinden 10 kat daha geniş olabilir.
Ayrıca Güneş’ten milyonlarca kat daha büyük ve milyarlarca kat daha parlak olabilirler, potansiyel olarak JWST tarafından tespit edilebilecek kadar parlak olabilirler.
Freese ve meslektaşları, yörüngedeki gözlemevinden gelen verilerde rastgele bir karanlık yıldızın gizlenip gizlenmediğini görmek için erken galaksilerin JWST araştırmasından alınan görüntüleri analiz ettiler.
Bu görüntülerde JWST şimdiye kadar, evrenin ilk birkaç yüz milyon yılında, karanlık yıldızların ortaya çıkacağı zamanda ortaya çıkmış olabilecek 700’den fazla nesne keşfetti. Bu uzak nesnelerden gelen ışık, evren genişledikçe gerilir veya kırmızıya kaydırılır.
Böylece Freese ve meslektaşları, yüksek oranda kırmızıya kaydığı zaten onaylanmış dört nesneye odaklandı ve bu da onları şimdiye kadar görülen en eski nesnelerden biri haline getirdi.
Bu nesnelerin şu anda evrenin nispeten bebeklik döneminden küçük galaksiler olduğu düşünülüyor.
Ancak araştırmacılar, çok uzakta oldukları için JWST’nin onları gerçekten galaksiler mi yoksa büyük, ultra parlak yıldızlar mı olduklarını belirleyecek kadar iyi çözemediğini söylüyor.
Ekip, varsayımsal bir karanlık yıldızın çeşitli dalga boylarında ne kadar ışık üretebileceğine dair bilgisayar simülasyonları yürüttü.
Bu spektrumları, JWST tarafından dört nesnenin her biri için farklı dalga boylarında toplanan görüntülerden gelen ışıkla karşılaştırdılar. Freese ve meslektaşları, bu nesnelerden üçünden alınan JWST verilerinin simüle edilmiş karanlık yıldız modelleriyle dengelendiğini bildirdi.
Bazı bilim adamları şüpheci. Cambridge Üniversitesi’nden bir astrofizikçi olan Sandro Tacchella, bilinen yıldız türlerinin de üç adaydan gözlemlenen ışığı oluşturabileceğini söylüyor.
Santa Cruz’daki California Üniversitesi’nde teorik bir astrofizikçi olan Brant Robertson, herhangi bir nesneyi karanlık yıldızlar olarak tanımlamak için, simüle edilen modellerin daha ayrıntılı spektrumlara iyi uyması gerektiğini söylüyor. New York, Hamilton’daki Colgate Üniversitesi’nde astrofizikçi olan Cosmin Ilie, karanlık yıldızların bulunmasının “devrim niteliğinde” olacağını söyledi.
Karanlık yıldızları tespit etmek, karanlık madde parçacığının varlığını doğrulayacak ve nasıl çalıştığına dair ipuçları verecek.
MIT’de teorik fizikçi olan ve çalışmaya dahil olmayan Tracy Slatyer, “Karanlık maddenin yok edilebilecek bir şey olduğu bilgisine sahip olmak gerçekten güçlü olurdu” diyor. Slatyer, bu bilginin bilim adamlarının dünyanın başka yerlerindeki karanlık sorunları aramasına yardımcı olabileceğini söylüyor.
Karanlık yıldızlar, süper kütleli kara deliklerin oluşumunu açıklamaya da yardımcı olabilir.
Yıldızın içindeki karanlık element kendini yok ettikten sonra, nispeten kompakt bir uzayda kalan Güneş’in milyonlarca katı kütleye sahip hidrojen ve helyum kendi içine çökecek ve bir kara delik oluşturacaktır. Zamanla, bu kara delikler güneşten milyonlarca veya milyarlarca kat daha büyük olan birçok galaksinin merkezinde kara delikler halinde birleşebilir.
Belirli dalga boylarında daha parlak veya daha sönük ışık arayan gelecekteki deneyler, üç nesneden herhangi birinin karanlık bir yıldız olup olmadığını doğrulamaya yardımcı olabilir.
Freese ayrıca gelecekteki JWST bilgilerinde daha fazla karanlık yıldız adayı bulmayı beklediğini söylüyor. Ancak şimdilik, karanlık yıldızların gerçekten var olup olmadığı bir sır olarak kalıyor.
