James Webb Teleskobu Evrenin Uzak Köşelerinde “Karanlık Yıldızları” Görmüş Olabilir

James Webb Teleskobu tarafından gözlemlenen en uzak ikinci nesne, nükleer füzyon yerine karanlık maddeyle güçlenen bir “karanlık yıldız” olabilir. James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) topladığı ışık dalga boylarını inceleyen araştırmacılar, dördü karanlık yıldız adayı olan nesneler belirledi. Bunlardan birinde “kesin kanıt” sayılabilecek helyum soğurma izi bulundu. Çalışma, 30 Eylül’de PNAS dergisinde yayımlandı.

2007’de ilk kez öne sürülen teoriye göre karanlık yıldızlar, Büyük Patlama sonrası oluşan ilk yıldızlardan (Popülasyon III yıldızları) bazıları olabilir. Teoriye göre hidrojen ve helyum karışımı, kendi başına kara delik oluşturacakken karanlık maddeyle birleştiğinde karanlık yıldız meydana geliyor. Yıldızların Güneş’in kütlesinin bir milyon katına, parlaklığının ise bir milyar katına ulaşabildiği düşünülüyor. Texas Üniversitesi’nden Profesör Katherine Freese, hipotezi ilk öne süren isim olarak “Başlangıçtaki adımız ‘karanlık yıldız’ yanıltıcı; onlar tamamen karanlık maddeden oluşmuyor ve karanlık da değiller.” dedi. Freese, karanlık yıldızların keşfinin JWST’nin erken evrende gözlemlediği açıklanamayan nesneleri, örneğin hızla oluşan dev kara delikleri açıklayabileceğini belirterek “Bu sadece yeni bir yıldız türü değil, aynı zamanda bir araç. Adaylar bizim için çok cesaret verici.” ifadelerini kullandı.

Araştırma ekibi, JWST’nin Gelişmiş Derin Dışgalaktik Araştırma (JADES) gözlemlerini taradı. Özellikle NIRSpec (Yakın Kızılötesi Spektrograf) ile toplanan veriler incelendi. Kriterler arasında sinyallerin kırmızıya kayma değerinin en az 10 olması (Büyük Patlama’dan 500 milyon yıl sonrası), yalnızca hidrojen ve helyum içermesi, diğeri ise tekil bir nesneden gelmesiydi.

İnceleme sonunda dört aday belirlendi: JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z14-0 ve JADES-GS-z14-1. Bunlardan JADES-GS-z14-0, JWST’nin bugüne kadar gözlemlediği en uzak ikinci nesne oldu. Modeller, tümünün karanlık yıldız olabileceğini, hatta süperkütleli karanlık yıldızlara işaret edebileceğini gösterdi. Özellikle JADES-GS-z14-0’da, tek iyonize helyum atomlarının 1640 angström dalga boyundaki ışığı soğurmasıyla oluşan “kesin kanıt imzası” bulundu. Araştırmacılar makalelerinde “Bilinmeyen başka hiçbir yüksek kırmızıya kaymalı nesnenin böyle bir soğurma özelliği göstermesi beklenmez.” diyerek JADES-GS-z14-0’ın karanlık yıldız olma ihtimalini vurguladı.

Ekip ayrıca Şili’deki ALMA teleskobunun JADES-GS-z14-0’da oksijen saptadığını fark etti. Oksijen yalnızca nükleer füzyonla çalışan yıldızlarda oluştuğu için söz konusu durum bazı şüpheler doğurdu. Freese, “Bu beni biraz endişelendiriyor.” dedi. Araştırma ortak yazarı Cosmin Ilie, karanlık yıldız oluşumunu engellemeden önce ne kadar oksijenin tolere edilebileceğini anlamak için simülasyonlar yaptıklarını belirterek “Mantık bana bir geçişin olması gerektiğini söylüyor.” ifadelerini kullandı.

Karanlık yıldızların varlığı hâlâ tartışmalı. Portsmouth Üniversitesi’nden kozmolog Daniel Whalen, çalışmaya katılmayan bir uzman olarak “Popülasyon III yıldız topluluğunun çoğunluğu karanlık maddeyle yanan yıldızların oluşabileceğini düşünmüyor.” cümlelerini sarf etti. Whalen ayrıca “Buradaki asıl büyük sorun, araştırmanın karanlık yıldızlar ile süperkütleli ilksel yıldızları birbirinden ayırmamış olması. Asıl mesele bu.” ifadelerini kullandı. Ona göre, adayların çoğu süperkütleli ilksel yıldızlardan daha büyük olsa da, dalga boyu verilerinin her iki yıldız türü için de karşılaştırılması gerekiyor.

İtirazlara yanıt veren Ilie, süperkütleli ilksel yıldızların karanlık yıldızlardan daha kısa ömürlü olduğunu belirterek, eğer birçok uygun imza bulunursa istatistiksel olarak karanlık yıldız olma ihtimalinin daha yüksek olacağını söyledi. Daha kesin sonuçlar elde edebilmek için çok daha fazla gözleme ihtiyaç duyulduğunu ekledi.

Freese ise ekibin JWST verilerinde karanlık yıldız arayışını otomatikleştirmek üzere çalıştığını ve “Artık tek yapmamız gereken gözlerimizi açık tutmak.” dedi.

‍

‍

‍

‍

Kaynak:https://www.livescience.com/space/cosmology/james-webb-telescope-may-have-spotted-controversial-dark-stars-in-the-far-universe