Samanyolu’nun dış bölgelerinde keşfedilen ilkel bir yıldız akışı, galaksimizdeki bilinen herhangi bir yıldız sisteminden daha düşük oranda ağır element içerir. NSF’nin NOIRLab programı olan İkizler Gözlemevi ile yapılan gözlemler, bu akıştaki yıldızların eski bir yıldız kümesinden koptuğunu ve Samanyolu’nun ilk günlerinden kalma kalıntılar olduğunu ve bu sayede ilk yıldızların oluşumuna dair iç görüler sağlayabileceğini gösterdi.
Avrupa, Kanada ve Rusya’dan üyeleri içeren uluslararası bir araştırma ekibi, Samanyolu’nun yörüngesinde dönen benzersiz bir yıldız akışı keşfetti [1] . C-19 olarak adlandırılan yıldız akıntısı, Samanyolu’nun sarmalının güneyindedir ve yörüngesi, Galaktik Merkezden en yakın yaklaşımında yaklaşık 20.000 ışık yılı ve en uzak noktasında yaklaşık 90.000 ışık yılı boyunca uzanır. Yıldız akıntısı, çıplak gözle görülmese de, gece gökyüzünün etkileyici bir genişliği boyunca -dolunay’ın kabaca 30 katı kadar- uzanır.
BENZERİ GÖRÜLMEMİŞ DÜŞÜK METALİKLİĞE SAHİP
NSF’nin NOIRLab Programı olan uluslararası Gemini Gözlemevi’nin bir parçası olarak Hawaii’de bulunan Gemini North teleskopunu ve GRACES aracını [ 2 ] kullanan ekip, C-19’un küresel bir kümenin kalıntısı olduğunu fark etti .
Ek olarak, akıntıdaki yıldızlar benzersiz şekilde düşük oranda ağır element içermektedir veya gökbilimcilerin ifadesiyle düşük “metalikliğe” sahiptir [3] . Küresel kümelerin daha önce %0,2’den daha düşük olmayan metalikliğe sahip olduğu düşünülüyordu, ancak C-19’un benzeri görülmemiş derecede düşük bir metalikliği – %0,05’ten daha az – Samanyolu veya çevresindeki bir yıldız sistemi için şimdiye kadar gözlemlenenden daha düşüktür.
Düşük metalikliğe sahip bir akışın küresel bir kümeden kaynaklandığı keşfi, erken Evren’de yıldızların, yıldız kümelerinin ve galaksilerin oluşumu için çıkarımlara sahiptir. Akışın varlığı, küresel kümelerin ve Samanyolu’nun ilk yapı taşlarının, ardışık yıldız nesilleri Evrene daha ağır elementler sağlamadan önce, düşük metalli ortamlarda oluşabilmesi gerektiğini kanıtlıyor [4] .
“BAZI TEORİLER HİÇ OLUŞAMAYACAKLARINI VARSAYIYORDU”
Strasbourg Astronomi Gözlemevi’nden, bu keşfi bildiren Nature gazetesinin baş yazarı Nicolas Martin, “ Bu kadar az ağır elemente sahip küresel kümelerin olup olmadığı bilinmiyordu – bazı teoriler bunların hiç oluşamayacaklarını varsayıyordu” diyor. “ Diğer teoriler, hepsinin çoktan ortadan kaybolacağını öne sürüyor, bu da bunu, erken Evren’de yıldızların nasıl oluştuğunu anlamamız için önemli bir keşif haline getiriyor” yorumunda bulundu.
Ekip üyeleri, ilk olarak, yıldız akışlarını tespit etmek için özel olarak tasarladıkları bir algoritmayı kullanarak Gaia görevinden [5] alınan verilerde C-19’u tespit ettiler. C-19’daki yıldızlar, Hawai’deki Kanada-Fransa-Hawaii Teleskobu kullanılarak Samanyolu’nun içinde ve çevresinde en düşük metalliğe sahip yıldızların arandığı Pristine anketi tarafından da takip edilmeye değer olacak kadar ilginç olarak tanımlandı
GRACES gözlemlerinin baş araştırmacısı olan Victoria Üniversitesi’nden Kim Venn, “ GRACES, C-19’un parçalanmış bir küresel küme olduğuna ve daha yaygın olarak bozulmuş bir cüce gökada olmadığına dair kritik ipuçlarını sağladı. ” diyor ve ekliyor:
“Bunun metal açısından çok fakir bir akım olduğunu zaten biliyorduk, ancak onu küresel bir küme olarak tanımlamak, yalnızca yüksek çözünürlüklü spektrumlarla mevcut olan hassas metaliklikleri ve ayrıntılı kimyasal bollukları gerektiriyordu. ”
‘DOĞAL BİR LABORATUVAR’
İkizler gözlemleri, kümenin çok erken nesil yıldızlardan oluşmuş olması gerektiğini ve C-19’u ilk yıldız gruplarının oluştuğu zamandan itibaren dikkate değer bir kalıntı haline getirdiğini gösteriyor. Sonuç olarak, bu keşif, Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra ortaya çıkan yıldızların ve yıldız kümelerinin oluşumu hakkındaki anlayışımızı geliştiriyor ve galaksilerdeki en eski yapıları incelemek için eve yakın bir doğal laboratuvar sağlıyor.
Victoria Üniversitesi’nden yardımcı araştırmacı Julio Navarro, “Antik zamanlardan kalma bu eser, Evrendeki yıldız oluşumunun ilk dönemlerine doğrudan ve benzersiz bir pencere açıyor. Gökbilimciler erken Evren’i incelemek için en uzak galaksilere bakabilirken, artık kendi galaksimizdeki en eski yapıları o eski zamanlardan kalma fosiller olarak incelemenin mümkün olduğunu biliyoruz.” diyor.
Ulusal Bilim Vakfı Gemini Program Direktörü Martin Still ise şu değerlendirmeyi bulundu:
“Bu uluslararası işbirliği, galaksimizin yapısı, evrimi ve oluşumu hakkında şaşırtıcı yeni bilgiler ortaya koyuyor. Gemini gözlemevleri, kozmik ekosistem ve Evrendeki kendi yerimiz ile ilgili olarak gece gökyüzümüzün anlaşılmasında önemli ilerlemeler göstermeye devam ediyor.”
Kaynak: noirlab2201 — Bilim Yayını
Notlar:
[1] Yıldız akışları, bir zamanlar küresel kümelerde veya cüce gökadalarda barış içinde yaşayan, ancak o zamandan beri yerçekimi etkileşimleri tarafından parçalanan ve kümenin orijinal yörüngesi boyunca uzanan uzun yıldız perçinlerine dönüşen yıldız topluluklarıdır.
[2] Gemini CFHT ESPaDOnS Spektrografına (GRACES) Uzaktan Erişim, Kanada-Fransa-Hawaii Teleskobu (CFHT), Gemini ve NRC-Herzberg (Kanada) arasındaki bir işbirliğinin sonucudur . Optik dalga boylarında yüksek çözünürlüklü spektroskopi sağlamak için Gemini North teleskobunun geniş toplama alanını CFHT’deki ESPaDOnS spektrografının yüksek çözünürlük gücü ve yüksek verimliliği ile birleştirir. Bu, Gemini North teleskobundan ESPaDOnS’a 270 metre uzunluğunda bir fiber optik besleme yoluyla elde edilir.
[3] Gökbilimciler, helyumdan daha ağır elementlere atıfta bulunmak için “metaller” terimini kullanırlar. Evrendeki geleneksel maddelerin çoğu, en hafif iki element olan hidrojen ve helyumdan oluştuğundan, “metaller” diğer tüm elementleri tanımlamak için kullanılan uygun bir kısa yoldur. Örneğin, Güneşimizin metalliği 0.012’dir, yani Güneş’in yalnızca %1.2’si helyumdan daha ağır elementlerden (esas olarak oksijen, karbon ve demir) oluşur.
[4] Helyumdan daha ağır elementler, yıldız nükleosenteziyle oluşur – yıldızların çekirdeklerinde füzyon yoluyla kimyasal elementlerin yaratılması. Yıldızların yaşamlarının sonunda, oluşturdukları ağır elementler Evrene atılır ve yeni yıldızlara dahil edilir. Sonuç olarak, erken Evrendeki daha yaşlı yıldızlar, nispeten metal açısından zengin ortamlarda yakın zamanda oluşan genç yıldızlardan daha düşük metalikliğe sahip olma eğilimindedir.
[5] Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia uzay aracı, bu yıldızların konumlarını, hareketlerini, bileşimlerini ve sıcaklıklarını haritalamak da dahil olmak üzere bir milyardan fazla yıldızın kesin bir üç boyutlu haritasını oluşturma misyonuyla 2013 yılında fırlatıldı.
[6] İkizler gözlemleri, Victoria Üniversitesi’nden (Kanada) Kim Venn tarafından yürütülen Büyük ve Uzun süreli bir gözlem programının parçasıydı. Bu programlar, astronomi camiasında önemli bilimsel etki ve gelişmiş işbirliği beklentisiyle her yıl bir avuç gökbilimciye verilir.
[7] İkizler gözlemleri, C-19 yıldızlarındaki sodyum-magnezyum oranlarının üç faktör kadar değiştiğini ortaya çıkardı; bu, eski küresel kümelerdeki yıldızlar için tipiktir (büyük olasılıkla yüksek sıcaklıkta hidrojen yanması nedeniyle) ve normal cüce galaksiler de görülmez.
