Evrendeki ilk yıldızların iz bırakmamasının ardındaki sır çözülmek üzere. Simülasyonlar, gizemli döneme dair yeni ipuçları sunuyor.



Yeni geliştirilen simülasyon çalışmaları, evrenin ilk ışıkları olan Population III yıldızlarının neden günümüze kadar belirgin izler bırakmadığına dair önemli bir açıklama sunuyor.

Evrenin erken dönemlerini anlamak, modern astrofiziğin temel hedeflerinden biri olmaya devam ediyor. Büyük Patlama’dan birkaç yüz milyon yıl sonra ortaya çıkan ilk yıldızlar, bugün gözlemlenebilen galaksilerin, gezegen sistemlerinin ve nihayetinde yaşamın temelini attı.

Ancak bilim insanları bu yıldızlara dair hiçbir fiziksel iz bulamıyor; ne süpernova kalıntıları ne de onlara ait kimyasal imzalar bugüne ulaşmış durumda. Yokluk, evrenin ilk yıldızlarının doğasına ilişkin ciddi bir belirsizlik yaratıyor.

Tayvan’daki Academia Sinica Astronomi ve Astrofizik Enstitüsünden Ke-Jung Chen liderliğindeki ekip, söz konusu gizemi çözmek için ileri düzey süper bilgisayar simülasyonlarına başvurdu. Geliştirilen modelde evrenin ilk yıldızlarının oluştuğu dönem yeniden canlandırıldı. Çalışmalarda evrenin ilk birkaç yüz milyon yılına ait koşulların, yıldız oluşum süreci üzerinde sandığımızdan çok daha etkili olduğu ortaya kondu.

Erken Evrenin Yıldızlarının İzini Sürmek Neden Önemli?

Simülasyonlar, Population III yıldızlarının çok şiddetli ve kaotik bir ortamda doğduğunu gösteriyor. Gizmo adlı kod ile IllustrisTNG projesinin verileri birleştirilerek yapılan çalışmalarda, kütlesi Güneş’in 10 milyon katı olan karanlık madde minihaloları temel alındı. Bu yapılar çevrelerinden gaz çekerek süpersonik türbülans yaratıyor. Türbülanslar, yıldız öncülü gaz bulutlarını parçalara ayırıyor ve tekil dev yıldızlar yerine daha küçük kütleli çok sayıda yıldızın oluşmasına neden oluyor.



Simülasyonda oluşan bir yıldızın kütlesi yalnızca Güneş’in 8 katı kadar. Oysa önceki modeller bu yıldızların 100 güneş kütlesi veya üzeri olabileceğini öngörüyordu. Fark olması önemli bir sorunun yanıtını barındırıyor. Eğer ilk yıldızlar çok büyük olsaydı, ömürlerini tamamladıklarında süpernova olarak patlayacak, çevrelerine metalik elementler yayacaklardı. Bu metaller de daha sonra oluşan yıldızlarda tespit edilebilirdi. Ancak gözlemlenen yıldızlarda böyle kimyasal izlere rastlanmadı. Bu da söz konusu dev yıldızların ya hiç oluşmadığını ya da çok nadir görüldüğünü düşündürüyor.

Chen, Live Science’a verdiği demeçte yıldızların kozmik tarihteki önemine vurgu yapıyor:

“Süpersonik türbülansın varlığıyla birlikte bulut daha küçük parçalara ayrılıyor ve bunun sonucunda daha az kütleli birçok yıldız oluşuyor. Bu ilk yıldızlar en erken galaksilerin şekillenmesinde kritik bir rol oynadı. O galaksiler zamanla Samanyolu gibi sistemlere dönüştü.”

Yıldız Oluşumunda Manyetik Alanlar da Etkili Olabilir

Simülasyonlar aynı zamanda yıldız oluşumunda türbülansın yanı sıra manyetik alanların da etkili olabileceğini ima ediyor. Bu nedenle araştırmacılar bir sonraki çalışmalarda manyetik etkileri de modele dahil etmeyi planlıyor.



Chen, The Astrophysical Journal Letters’da kısa süre önce yayımlanan araştırmanın sonuçlarını şu cümleyle özetliyor:

“Bu simülasyon büyük ölçekli kozmik yapılar ile yıldız doğumunu yöneten mikroskobik süreçleri birbirine bağlama konusunda büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor.”

Kaynak: Universal Today