Yeni Model: Süper Kütleli Yıldızlar Evrenin En Eski Küresel Kümelerini Nasıl Şekillendirdi?

Uluslararası bir araştırmacı ekibi, evrenin en yaşlı yıldız yapıları olan küresel kümelerin oluşumunu açıklayan çığır açıcı bir teorik yaklaşım sundu. Bu yeni model, kümelerin evrimini Çok Büyük Kütleli Yıldızların (ÇBKY) varlığıyla ilişkilendiriyor. Saygın bilimsel yayın "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" dergisinde yayımlanan bu çalışma, erken kozmik tarihe yepyeni bir bakış açısı getirerek önemli bir perspektif sunuyor.

Bu çığır açan konseptin merkezinde, erken evrenin çalkantılı gaz ortamlarında bin güneş kütlesini aşan, hatta tahmini olarak 10.000 Güneş kütlesine ulaşan yıldızların oluşabileceği varsayımı yatıyor. Bu devasa gök cisimleri, yalnızca bir veya iki milyon yıl gibi son derece kısa bir ömre sahip olmalarına rağmen, hidrojen yakmayı ve muazzam yıldız rüzgârları yaymayı başardılar. Bu rüzgârlar, yüksek sıcaklıkta yanma ürünlerini taşıyarak çevreleyen gazla karıştı. Bu karışım, benzersiz, "kirlenmiş" kimyasal bileşime sahip yeni nesil yıldızların doğuşu için gerekli koşulları sağladı.

Araştırmanın kilit isimleri arasında Barselona Üniversitesi Kozmolojik Bilimler Enstitüsü (ICCUB) ve Katalonya Uzay Araştırmaları Enstitüsü'nden (IEEC) Profesör Mark Gieles ile Dartmouth College'dan ortak yazar Paolo Padoan bulunuyor. Profesör Padoan, bu kavramın James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından elde edilen verilerle mükemmel bir uyum içinde olduğunu vurguladı ve ÇBKY'lerin ilk galaksilerin şekillenmesindeki belirleyici rolüne işaret etti. Bu durum, teorinin güncel gözlemlerle ne kadar tutarlı olduğunu gösteriyor.

Yüz binlerce veya milyonlarca yıldızın yoğun bir şekilde bir araya geldiği küresel kümeler, 10 milyar yılı aşkın yaşlarıyla evrenin en eski "arşivleri" olarak kabul edilir. Bu kümelerin artan azot, helyum, oksijen, sodyum, magnezyum ve alüminyum seviyelerini içeren anormal kimyasal bileşimi, uzun zamandır bilim insanları için bir muamma teşkil ediyordu. Yeni model zarif bir açıklama sunuyor: Bu kimyasal "parmak izleri", ÇBKY'lerin süpernova olarak patlayıp gazın bileşimini değiştirmeye fırsat bulamadan önce, yaşam döngüleri sırasında bıraktıkları ürünlerdir. Yani, kimyasal zenginleşme, yıkıcı patlamadan önce gerçekleşmiştir.

Araştırmacılar ayrıca, bu kolosal yıldızların kütleçekimsel çöküşünün, muhtemelen gelecekte kütleçekim dalgaları aracılığıyla tespit edilebilecek ara kütleli kara deliklerin oluşumuna yol açtığını öne sürüyorlar. Böylece, bu çalışma yıldız oluşum fiziğini, küme evrimini ve erken kimyasal zenginleşmeyi birleştiren bütüncül bir tablo çiziyor. JWST'nin güncel gözlemleri, erken galaksilerde yüksek azot içeriği saptamıştır; bu durum, modele göre, söz konusu galaksilerde ÇBKY'lerin etkisi altında oluşan kümelerin baskın olmasının doğrudan bir sonucudur ve teorinin geçerliliğini destekleyen önemli bir kanıttır.