NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, Samanyolu yakınındaki kimyasal açıdan en ilkel gökadalardan biri olan cüce gökada Sextans A’da iki nadir toz türü tespit ettiler. Yaşlanan yıldızlar tarafından üretilen metalik demir tozu ve silisyum karbürün (SiC) yanı sıra küçük karbon bazlı molekül yığınlarının bulunması, evrende günümüzün ağır elementlerinin yalnızca bir kısmı mevcutken bile yıldızların ve yıldızlararası ortamın hala katı toz taneleri oluşturabildiğini gösteriyor. Webb ile yapılan bu araştırma, NASA evrenin sırlarını ve onun içindeki yerimizi araştırırken, erken galaksilerin nasıl evrimleştiği ve gezegenlerin yapı taşlarını geliştirdiği hakkındaki fikirleri yeniden şekillendiriyor.
Sextans A, yaklaşık 4 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer alır ve Güneş’in metal içeriğinin veya metalikliğinin (astrofiziksel olarak hidrojen ve helyumdan daha ağır elementler için kullanılan terim) yalnızca yüzde 3 ila 7’sini içerir. Galaksi çok küçük olduğundan, yakınlardaki diğer galaksilerin aksine, çekim kuvveti, süpernovalar ve yaşlanan yıldızların yarattığı demir ve oksijen gibi ağır elementleri tutamayacak kadar zayıftır.
Bunun gibi galaksiler, yıldızların uzayı ‘metaller’ ile zenginleştirmeye zaman bulamadan önce, evrenin çoğunlukla hidrojen ve helyumdan oluştuğu büyük patlamadan hemen sonra erken evreni dolduran galaksilere benziyor. Nispeten yakın olduğundan, Sextans A gökbilimcilere büyük patlamadan kısa bir süre sonrasına benzer koşullar altında bireysel yıldızları ve yıldızlararası bulutları incelemek için nadir bir şans veriyor.
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı ve Phoenix’teki Amerikan Astronomi Topluluğu’nun 247. toplantısında düzenlenen basın toplantısında sunulan iki çalışmadan birinin sonuçlarının baş yazarı Elizabeth Tarantino, “Sextans A bize ilk tozlu galaksilerin planını veriyor” dedi. “Bu sonuçlar, Webb tarafından görüntülenen en uzak galaksileri yorumlamamıza ve evrenin ilk bileşenleriyle neler inşa ettiğini anlamamıza yardımcı oluyor.”
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan cüce gökada Sextans A’dan alınan görüntüler, yıldız oluşumunun bir göstergesi olabilecek büyük karbon bazlı moleküller olan polisiklik aromatik hidrokarbonları (PAH’lar) ortaya koyuyor. Sağ üstteki ek, yeşil renkle temsil edilen PAH’ları yakınlaştırır.
Resim: NASA, ESA, CSA, Elizabeth Tarantino (STScI), Martha Boyer (STScI), Julia Roman-Duval (STScI); Görüntü İşleme: Alyssa Pagan (STScI)
Bu çalışmalardan biri, Astrophysical Journal’da yayınlandıWebb’in MIRI’sindeki (Orta Kızılötesi Enstrüman) düşük çözünürlüklü spektrometreyle yarım düzine yıldıza odaklandı. Toplanan veriler, asimptotik dev dal (AGB) yıldızları olarak adlandırılan, evrimlerinin çok ileri evrelerindeki şişmiş yıldızların kimyasal parmak izlerini gösteriyor. Kütleleri Güneş’in bir ila sekiz katı arasında olan yıldızlar bu aşamadan geçer.
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde yardımcı gökbilimci ve ikinci tamamlayıcı çalışmanın başyazarı Martha Boyer, “Bu yıldızlardan biri AGB aralığının yüksek kütleli ucunda yer alıyor ve bunun gibi yıldızlar genellikle silikat tozu üretiyor. Ancak bu kadar düşük metaliklikte, bu yıldızların neredeyse tozsuz olmasını bekliyoruz” dedi. “Bunun yerine Webb, neredeyse tamamen demirden yapılmış toz tanecikleri oluşturan bir yıldız ortaya çıkardı. Bu, erken evrendeki yıldızların benzeri olan yıldızlarda hiç görmediğimiz bir şey.”
Oksijen açısından zengin yıldızların oluşturduğu olağan toz olan silikatlar, Sextans A’da neredeyse hiç bulunmayan silikon ve magnezyum gibi elementlere ihtiyaç duyar. Bu, un, şeker ve tereyağı olmadan bir mutfakta kurabiye pişirmeye çalışmak gibidir.
Samanyolu gibi normal bir kozmik mutfakta silikon, karbon ve demir gibi önemli bileşenler bulunur. Sextans A gibi bu malzemelerin neredeyse tamamının eksik olduğu ilkel bir mutfakta, meşhur un veya şekere neredeyse hiç sahip olmuyorsunuz. Bu nedenle gökbilimciler, bu temel bileşenler olmadan Sextans A’daki yıldızların çok fazla toz “pişiremeyeceğini” umuyorlardı.
Ancak sadece toz bulmakla kalmadılar, Webb bu yıldızlardan birinin bu tozu yapmak için normalden tamamen farklı bir tarif kullandığını da gösterdi.
Galaksinin düşük silikon bolluğuna rağmen daha az kütleli AGB yıldızları tarafından üretilen silisyum karbürün yanı sıra yalnızca demirden oluşan toz, evrimleşmiş yıldızların tipik bileşenler eksik olsa bile hala katı malzeme oluşturabildiğini kanıtlıyor.
Boyer, “Evrenin erken dönemlerindeki toz, bugün gördüğümüz silikat taneciklerinden çok farklı görünüyor olabilir” dedi. “Bu demir taneleri ışığı verimli bir şekilde emer ancak keskin spektral parmak izleri bırakmaz ve Webb tarafından tespit edilen uzak galaksilerde görülen büyük toz rezervuarlarına katkıda bulunabilir.”
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun yakındaki Sextans A galaksisinin bir kısmına ait görüntüsü, Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’ndeki Nicholas U. Mayall 4 metrelik Teleskobu’ndan alınan yer tabanlı bir görüntü kullanılarak bağlama oturtulmuştur.
Resim: STScI, NASA, ESA, CSA, KPNO, NSF’nin NOIRLab’ı, AURA, Elizabeth Tarantino (STScI), Phil Massey (Lowell Obs.), George Jacoby (NSF, AURA), Chris Smith (NSF, AURA); Görüntü İşleme: Alyssa Pagan (STScI), Travis Rector (UAA), Mehdi Zamani (NSF’nin NOIRLab’ı), Davide De Martin (NSF’nin NOIRLab’ı)
içinde refakatçi çalışmasıŞu anda hakem incelemesi altında olan Webb, Sextans A’nın yıldızlararası ortamını görüntüledi ve karmaşık, karbon bazlı moleküller ve kızılötesi ışıkta parlayan en küçük toz tanecikleri olan polisiklik aromatik hidrokarbonları (PAH’lar) keşfetti. Bu keşif, Sextans A’nın şu ana kadar PAH içerdiği tespit edilen en düşük metalikliğe sahip galaksi olduğu anlamına geliyor.
Ama diğerlerinden farklı olarak geniş, kapsamlı PAH emisyonu Metal açısından zengin galaksilerde görülen Webb, PAH’ların yalnızca birkaç ışıkyılı çapındaki küçük, yoğun ceplerde bulunduğunu ortaya çıkardı.
Tarantino, “Webb, PAH’ların metal açısından en fakir galaksilerde bile oluşabildiğini ve hayatta kalabildiğini gösteriyor, ancak yalnızca küçük, korunan yoğun gaz adalarında” dedi.
Kümeler muhtemelen toz koruma ve gaz yoğunluğunun PAH’ların oluşmasına ve büyümesine izin verecek kadar yüksekliğe ulaştığı bölgeleri temsil ediyor ve PAH’ların metal açısından fakir galaksilerde neden yok gibi göründüğüne dair onlarca yıldır süren bir gizemi çözüyor.
Takımın bir onaylı Webb Cycle 4 programı Sextans A’nın PAH kümelerinin ayrıntılı kimyasını daha fazla incelemek için yüksek çözünürlüklü spektroskopiyi kullanmak.
Bu grafik Sextans A galaksisindeki Asimptotik Dev Dal (AGB) yıldızının spektrumunu göstermektedir. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu tarafından toplanan verileri çoğunlukla silikat içermeyen toz ve en az %5 silikat içeren toz modelleriyle karşılaştırır.
İllüstrasyon: NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph Olmsted (STScI)
Sonuçlar hep birlikte, erken evrenin, süpernova patlamaları gibi daha yerleşik ve kanıtlanmış yöntemlere göre daha çeşitli toz üretim yollarına sahip olduğunu gösteriyor. Ek olarak, araştırmacılar artık son derece düşük metaliklik seviyelerinde tahmin edilenden daha fazla toz bulunduğunu biliyor.
Boyer, “Sextans A’daki her keşif bize erken evrenin hayal ettiğimizden daha yaratıcı olduğunu hatırlatıyor” dedi. “Açıkçası yıldızlar, bizimki gibi galaksilerin varlığından çok önce, gezegenlerin yapı taşlarını oluşturmanın bir yolunu bulmuşlardı.”
James Webb Uzay Teleskobu dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizdeki gizemleri çözüyor, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakıyor ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve onun içindeki yerimizi araştırıyor. Webb, ortakları ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve CSA (Kanada Uzay Ajansı) ile birlikte NASA tarafından yürütülen uluslararası bir programdır.
Webb hakkında daha fazla bilgi edinmek için şu adresi ziyaret edin:
Aşağıdaki bölümlerde bu makalenin görsellerini ve videolarını mevcut tüm çözünürlüklerde indirmek için bağlantılar, ardından ilgili bilgi bağlantıları, medya kişileri ve varsa araştırma makalesi ve ispanyolca çeviri bağlantıları yer almaktadır.
Source link
