B­ü­y­ü­k­ ­P­a­t­l­a­m­a­’­d­a­n­ ­s­a­d­e­c­e­ ­b­i­r­ ­m­i­l­y­a­r­ ­y­ı­l­ ­s­o­n­r­a­ ­g­ö­r­ü­l­e­n­ ­k­a­r­b­o­n­ ­b­a­z­l­ı­ ­m­o­l­e­k­ü­l­l­e­r­

Bu eski, aşırı sıcak yıldızlar, bazı süpernova patlamalarının ataları olabilir. Nano elmasların ve diğer karbon bazlı tozların yaratılması için mükemmel beşikler olacaklardı. Aslında bazı modeller, karbon açısından zengin tanelerin belirli Wolf-Rayet yıldız türlerinden geldiğini gösteriyor. Sadece bu da değil, yıldızlar süpernova olarak patladığında bu taneler hayatta kalabilir.

Bir sonraki soru, JWST’nin gözlemlediği tozu üretmek için erken evrende bu tür yıldızların var olup olmadığıdır. Toz kesinlikle evrendeki en eski yıldız popülasyonları hakkında umut verici ipuçları sağlıyor. Bunun nedeni, o ilk yıldızların çok büyük olması ve süpernova olarak patlamış olmalarıdır.

En eskileri, evren çok gençken, belki de Büyük Patlama’dan yüz milyon yıl kadar erken bir tarihte oluştu. Elbette, ilk galaksiler Büyük Patlama’dan yaklaşık 400 milyon yıl sonrasına kadar uzanıyor. İlk yıldızlar, hidrojen ve helyumdan yapılmış devasa tuhaflardı. Kısa, hızlı yaşadılar ve süpernova olarak patladılar. Bu patlamalar, evrendeki en eski toz örneklerini sağlamış olabilir.

En erken galaksilerde daha fazla yıldız oluşumu olayıyla toz birikti ve JWST’nin tespit ettiği şey buydu. Karbon bazlı moleküller ve nano-elmaslar, ilk yıldızlar tarafından sağlanmış olabilecek özel sıcak, enerjik koşullar gerektirir.

Karbon bazlı moleküller ve toz

Toz, evren boyunca var olur. Yıldız evriminin bir ürünü olduğu için, erken evrendeki şeyleri bulmak şaşırtıcı değil. Yıldız süreçlerine ilişkin içgörü sağlar, ancak aynı zamanda pek çok şeyi de gizler. Örneğin toz, Samanyolu’nun çekirdeğini ve bebek evrendeki nesneleri görmemizi engeller. Neyse ki, JWST’nin yaptığı gibi, onu “görmek” için yöntemler var.

Tozun kimyasal analizi, yapısı hakkında çok küçük ayrıntılar sağlar. Bazı toz molekülleri, belirli ışık türleri ile etkileşime girer. Gökbilimciler, tozun neyden yapıldığını anlamak için bu özelliği kullanırlar. Witstok liderliğindeki ekibin JWST gözlemleriyle yaptığı şey buydu. “Karbon açısından zengin toz taneleri, ilk kez çok erken galaksilerin spektrumlarında doğrudan gözlemlediğimiz 217.5 nanometre civarında bir dalga boyuna sahip ultraviyole ışığı soğurmada özellikle verimli olabilir” dedi gözlemleri hakkında konuşurken.

217,50 nanometre absorpsiyon özelliği, evrendeki PAH moleküllerinin gözlemlerinde belirgin bir şekilde toz ve şekilleri gözlemlemek için harika bir araçtır. Hem PAH moleküllerini hem de nano boyutlu grafit taneleri tanımlar. PAH’lar kozmik tarihin başlarında var olsaydı harika olurdu. Bununla birlikte, oluşum süreçleri daha çok yeni doğan yıldızlar ve ötegezegen oluşumu ile ilişkilidir. Büyük Patlama’dan yaklaşık iki milyar yıl sonra gözlemlenmediler. İlginç bir şekilde, PAH’lar ayrıca yaşamın temel kimyasal yapı taşlarından biridir.

PAH değilse, orada ne var?

İlginç bir şekilde, JWST’nin gördüğü özellikler aslında 226.3 nanometrede zirve yapıyor. Bu, 217,5 nm ölçümünden çok farklı değil ve bir ölçüm hatası olabilir. Bununla birlikte, bu çok küçük dalga boyu farkının, erken kozmik tozun bileşiminin sonraki çağlarda gördüğümüz tozdan sadece biraz farklı olduğunu göstermesi de çok olasıdır. Ve Witstok’a göre bu biraz heyecan verici. Absorpsiyonun en güçlü olduğu dalga boyundaki bu hafif kayma, örneğin grafit veya elmas benzeri taneler gibi farklı bir tanecik karışımı görebileceğimizi gösteriyor’ dedi. “Bu aynı zamanda potansiyel olarak Wolf-Rayet yıldızları veya süpernova püskürmeleri tarafından kısa zaman ölçeklerinde üretilebilir.”

Bütün bunlar, erken galaksiler üzerine devam eden bir çalışmanın aleyhine oynuyor. JWST’den önce, astronomlar erken evrende birden fazla galaksiyi görüntülemek zorundaydılar. Tekrarlanan gözlemler, bu erken yıldızlar ve toz emiliminin ışıklarını nasıl etkilediği hakkında yeterli bilgi verdi. Ancak bu, gözlemleri uzun süredir yıldız ve toz oluşturan galaksilerle sınırladı. Toz üretimlerini belirlemek için daha genç galaksilere ve yıldızlara bakma şansı pek yoktu. JWST, kozmik zamanın ilk milyar yılında var olan tek tek cüce gökadaların gözlemlenmesine izin verdi. Bu onlara, evren gerçekten emekleme dönemindeyken kozmik tozun kökenlerini incelemeleri için bir zaman penceresi veriyor.

Ekip üyesi Irene Shivaei’ye göre elbette önümüzde daha çok iş var. Shivaei, “Galaksilerdeki toz üretimini ve büyümesini modelleyen teorisyenlerle daha fazla çalışmayı planlıyoruz” dedi. “Bu, erken evrendeki tozun ve ağır elementlerin kökenine ışık tutacak.”

Universe Today tarafından sağlandı

Alıntı: Büyük Patlama’dan (2023, 21 Temmuz) yalnızca bir milyar yıl sonra görülen karbon bazlı moleküller, 21 Temmuz 2023’te https://phys.org/news/2023-07-carbon-based-molecules-billion-years-big.html adresinden alındı.

Bu belge telif haklarına tabidir. Kişisel çalışma veya araştırma amaçlı adil ticaret dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik sadece bilgilendirme amaçlıdır.