James Webb Uzay Teleskobu, cihanın hudutlarını zorlayan yeni bir keşfe imza atmış olabilir. Gök bilimcilerin varlığını uzun müddettir yalnızca teorik olarak öngördüğü, kozmosun en ilkel yıldızları olan Popülasyon III yıldızlarının muhtemel izleri birinci kere tespit edildi. Büyük Patlama’dan çabucak sonra oluşan bu saf yıldızların bulunması, galaksilerin nasıl oluştuğuna dair en kritik ipuçlarını sunuyor.
Bilim insanları, Dünya’dan tam 13 milyar ışık yılı uzaklıkta yer alan LAP1-B isimli uzak bir kümede bu birinci yıldızlara ilişkin mümkün emareleri bulduklarını duyurdu. Bu bulgular, The Astrophysical Journal Letters mecmuasında yayımlandı ve bilim dünyası tarafından, “kara yıldızlar” olarak da isimlendirilen Popülasyon III yıldızlarının birinci kesin tespiti olabileceği biçiminde yorumlanıyor.
İlk yıldızlar nasıl oluştu?
Teoriye nazaran Popülasyon III yıldızları, kozmosta birinci defa; hidrojen ve helyum gazının karanlık unsurla birleşmesiyle meydana geldi. Bu oluşum süreci, Güneş’in kütlesinin bir milyon katına ulaşan, inanılmaz derecede devasa ve Güneş’ten bir milyar kat daha parlak yapılar ortaya çıkardı.
Çalışmanın başyazarı, Ohio’daki Toledo Üniversitesi’nden astrofizikçi Eli Visbal, grubun bu yıldızların Popülasyon III olduğuna inanması için birden fazla güçlü delilin altını çiziyor. Birincisi spektrum analizi… Yıldızların bileşimini gösteren spektrumlar incelendi. İlkel yıldızlardan beklendiği üzere, bu spektrumlarda çok sayıda yüksek güçlü fotona işaret eden bariz emisyon çizgileri görünüyor.
Diğeri ise kütle ölçümü… Spektrumlar birebir vakitte her bir yıldızın yaklaşık 100 Güneş kütlesine sahip olduğunu gösteriyor. Bu kütle, Popülasyon III yıldızlarının kütlesi için öngörülen teorik hesaplamalarla tam olarak örtüşüyor.
JWST ve Einstein’ın keşfi ortak rol oynadı
JWST’nin 6,5 metrelik dev aynası, bu inanılmaz aralardaki sönük objeleri yakalamak için hayati ehemmiyet taşıyor. Lakin LAP1-B’nin görünür hale gelmesini sağlayan asıl fenomen kütleçekimsel merceklenme oldu.
Bu olgu, Albert Einstein tarafından bir asır evvel öngörüldü. Çok büyük bir cismin, örneğin bir galaksi kümesinin, kendi etrafındaki uzay-zamanı bükmesi sayesinde art plandaki objelerin ışığı büyüyerek yeryüzüne ulaşıyor. Bu durumda, LAP1-B, MACS J0416 ismi verilen daha yakın bir galaksi kümesinin önünden geçerek ışığının “merceklenmesi” sayesinde gözlemlenebilir hale geldi.
Başyazar Visbal, JWST’nin kritik rolünün yalnızca merceklenme ile hudutlu kalmadığını da ekliyor. Popülasyon III yıldızlarından yayılan ışık, başlangıçta morötesi dalga uzunluğundaydı. Lakin cihanın daima genişlemesi nedeniyle bu ışık, teleskobun en uygun müşahede yaptığı kızılötesi dalga uzunluklarına uzadı. JWST, bu sayede yıldızların görünür olmasını sağladı.
Neden en güçlü aday?
Ekip, bu yeni keşfin, daha evvel şüphelenilen başka Popülasyon III adaylarından çok daha güçlü bir aday olduğunu savunuyor. LAP1-B, ilkel yıldızlar için öngörülen üç teorik şartı birden karşılıyor. Bunlar, yıldız oluşumuna uygun sıcaklığa sahip, düşük metal içerikli (sadece hidrojen ve helyum) bir ortamda oluşması, sadece birkaç çok büyük yıldız içeren düşük kütleli kümelerde bulunması ve yıldız kütlelerinin dağılımının matematiksel şartlara uyması.
Gök bilimciler, bu keşfin yalnızca yıldızların başlangıcını değil, birebir vakitte galaksilerin nasıl evrimleştiğini anlamaya da yardımcı olduğunu belirtiyor. Popülasyon III yıldızlarının küçük karanlık unsur yapılarında oluşması beklendiği için, bu müşahedeler bize “galaksi oluşumunun ve evriminin en erken kademelerini, örneğin metallerin başlangıçta saf hidrojen ve helyum gazını nasıl kirlettiği üzere temel süreçleri” öğretiyor.
