Neredeyse evrenle yaşıt bir yıldız daha bulundu

Michelle Starr

Samanyolu’nda gizlenen yeni bir antik yıldız bulundu. Bizden yaklaşık 35 bin ışık yılı uzaklıkta bulunan ‘SMSS J160540.18-144323.1’ adlı kırmızı dev yıldızın, galakside tespit edilen en düşük demir seviyesine sahip olduğu keşfedildi.

Bu durum, evrendeki en eski yıldızlardan biri olduğu anlamına geliyor ve muhtemelen 13.8 milyar yıl önce ortaya çıkan ve evrenden sonra oluşan ikinci nesil yıldızlardan birisi olduğunu gösteriyor.

BÜYÜK PATLAMA’DAN KISA SÜRE SONRA OLUŞTU

Avustralya'da Tüm Gökyüzü Astrofiziği için ARC Mükemmellik Merkezi ve Avustralya Ulusal Üniversitesi’nde astronom olarak görev yapan Thomas Nordlander “Büyük Patlama’dan yalnızca birkaç yüz milyon yıl sonra oluşan ve aşırı düşük bir demir seviyesine sahip olan bu inanılmaz yıldız, Güneş’ten 1.5 milyon kat daha düşük demir içeriyor” diye açıklıyor.

Yıldızın kaç yaşında olduğunu bu şekilde anlayabiliriz; çünkü evrenin ilk zamanlarında hiç metal yoktu. İlk yıldızlar, öncelikle hidrojen ve helyumdan oluşuyordu ve aşırı büyük, aşırı sıcak ve çok kısa ömürlü oldukları düşünülüyordu. Bu yıldızlara ‘Popülasyon III’ deniyor ve onları şimdiye kadar hiç görmedik.

Yıldızlar, daha hafif elementlerin atom çekirdeklerinde daha ağır çekirdekler yaratmak için bir araya geldiği nükleer füzyon aracılığıyla ‘çalışırlar’. Bu durum, daha küçük yıldızlarda, esas olarak hidrojenin helyumla kaynaşmasıyla gerçekleşir. Buna karşın, daha büyük yıldızlarda, -tıpkı Popülasyon III yıldızlarında olduğu gibi- silikon ve demir içeren elementler bir araya gelebilir.

Bu tür yıldızlar göz alıcı süpernova patlamalarıyla hayatlarını sona erdirdiklerinde bahsettiğimiz elementleri evrene püskürtürler. Yeni yıldızlar oluştukça, elementler onlara bağlanır ve bu sayede bir yıldızın içerdiği metal miktarı, ne zaman oluştuğunun güvenilir bir göstergesi haline gelir.

Örneğin, yıldızımızın metalikliğine (içerdiği metal miktarına/ç.n.) dayanarak Güneş’in, Büyük Patlama’dan birkaç -belki de 100- kuşak sonra oluştuğunu biliyoruz.

BAŞKA ÖRNEKLER DE MEVCUT

Ancak Samanyolu’nda düşük metalikliğe sahip olan ve evrenin erken bir dönemine işaret eden başka yıldızlar da keşfettik. Bunlardan biri olan ‘2MASS J18082002-5104378 B’, [Fe/H] = -4.07 ± 0.07 oranıyla en düşük demir içeriği konusunda bir önceki rekor sahibi yıldızdı ve Güneş’ten 11 bin 750 kat daha az metalikti.

Fakat ‘SMSS J160540.18-144323.1’, [Fe/H] = −6.2 ± 0.2 düzeyinde metalikliğe sahip. Nordlander’ın söylediği kadarıyla, bu oran Güneş’ten yaklaşık 1.5 milyon kat daha az metalik olduğuna işaret ediyor.

Herhangi bir Popülasyon III yıldızının onu incelememize yetecek kadar 'yaşamış' olması pek mümkün görünmüyor. Bununla birlikte, daha sonra oluşan yıldızlar sayesinde hikayelerini anlayabiliriz.

Araştırmacılar, SMSS J160540.18-144323.1’e sahip olduğu demiri veren yıldızın erken evren için nispeten düşük bir kütleye sahip olduğuna ve Güneş’in kütlesinin yalnızca 10 katı kadar büyüklükte olduğuna inanıyorlar. Bu oran, bir nötron yıldızı üretmek için yeterince büyük ve araştırma ekibi, nispeten zayıf bir süpernovanın ardından yaptığı şeyin bu olduğuna inanıyor.

İKİNCİ NESİL YILDIZLARIN EN ERKEN ÖRNEKLERİNDEN

Bir süpernova patlaması hızlı bir nötron yakalama sürecini, yani ‘r-sürecini’ tetikleyebilir. Bu (r-süreci), atom çekirdeklerinin nötronlarla çarpıştığı ve demirden daha ağır elementleri sentezlediği bir dizi nükleer tepkimedir.

Yıldızda bu elementlere dair kayda değer bir kanıt yoktu; bu da bu elementlerin yeni ölmüş nötron yıldızı tarafından 'ele geçirildiği' anlamına gelebilir. Fakat SMSS J160540.18–144323.1’in oluşumuna dahil olmak için yeterince demir uzaya saçılmıştı.

O, muhtemelen ikinci nesil yıldızların en erken oluşan üyelerinden biriydi. Ve artık o ölüyor. Yıldız ömrünün en sonuna ulaşan kırmızı dev, helyum füzyonuna geçmeden önce sahip olduğu hidrojeninin son kısmını kullanıyor.

Araştırma ekibi, daha ayrıntılı biçimde incelenmesinin ‘Popülasyon III’ yıldızları hakkında daha fazla bilgi sağlayabileceğine inanıyor. Bir de konuşabilseydi, anlatabileceği hikâyeleri bir düşünsenize…

Yazının aslı Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)