Hubble’ın yeni keşfi yıldız oluşumuyla ilgili anlayışımızı değiştirdi

Michelle Starr

Hubble Uzay Teleskobu’nun gerçekleştirdiği yeni gözlemler, bebek yıldızlardan akan güçlü astrofiziksel jetlerin ve yıldız rüzgârlarının, yıldız büyüme sürecini durdurma noktasında beklenen etkiye sahip olmadığını gözler önüne serdi. Bu durum, yıldız oluşum modellerimiz açısından fazlasıyla büyük bir gizem oluşturuyor.

Bir yıldızın doğuşu, insani zaman ölçeklerinde çok uzun bir süreçtir. Öylece oturup bir bebek yıldızın oluşumunu izleyemeyiz. Bununla birlikte, yapabileceğimiz şey, oluşum sürecinin farklı aşamalarında olan bir grup yıldız bulmak ve parçaları bir bulmaca gibi bir araya getirmek olabilir.

KLASİK ANLAYIŞ NASIL İŞLİYOR?

En yaygın biçimde kabul gören model şöyle işliyor: Öncelikle, serin, yıldızlararası moleküler bir gaz bulutunda kümelenmiş gerçekten yoğun bir madde yığını ile başlamanız gerekir. Yeterli yoğunluğa ulaştığında, madde yığını kendi kütle çekiminin etkisiyle içe çöker ve bir önyıldız (ing. protostar) oluşturur ve ardından dönmeye başlar. Bu dönüş, çevresinde bulunan buluttaki maddelerin bir disk oluşturmasına yol açar; bu ise büyüyen yıldıza bir drenajdan aşağı akan su gibi birikim sağlar ve maddeler, kaçınılmaz bir şekilde güçlenen kütle çekim kuvveti tarafından çekilir.

Bununla birlikte, ilk bulut kütlesinin sadece yüzde 30’unun sonu bir yıldızda biter. Şu ana dek, aslında bunun nedeni hakkında yeterince iyi bir açıklamamız mevcuttu: Yıldız büyüdükçe, güçlü bir yıldız rüzgârı üretmeye başlar. Buna ek olarak, yıldıza çekilen maddeler, yıldızın manyetik alanlarıyla etkileşime girmeye başlar; ardından, manyetik alan hatları boyunca kutuplara akar ve burada güçlü plazma jetleri şeklinde uzaya püskürtülür.

‘Yıldız geri bildirimi’ diye bilinen bu iki kuvvetin birleşik biçimde dışa doğru uyguladığı itiş, yıldızın etrafındaki moleküler bulutun içinde git gide daha büyük bir boşluk açar, en nihayetinde daha fazla büyüme için gereken maddelerden mahrum bırakır ve yıldızın nihai kütlesini belirler. Ya da biz böyle olduğunu düşünüyorduk.

AYKIRI GÖZLEMLER, ANLAYIŞIMIZI BOŞA ÇIKARDI

Gökbilimciler, yukarıdaki resimde sarı renkle vurgulanan Orion Kompleksi’nin yıldız oluşum bölgesindeki 304 önyıldız üzerinde gerçekleştirdikleri bir araştırmada, yıldız hızla büyürken akış boşluklarının istikrarlı bir biçimde büyüdüğüne ilişkin hiçbir kanıta ulaşamadılar.

Toledo Üniversitesi’nden gökbilimci Nolan Habel, “Bir yıldız oluşum modelinde, küçük bir boşlukla başlarsanız, önyıldız hızla gelişirken, dışarı doğru gerçekleşen akış, çevredeki gaz en nihayetinde uçup gidinceye kadar daha büyük bir boşluk yaratır ve geride tek başına bir yıldız bırakır” diyor: “Yaptığımız gözlemler, bulabilecek kademeli bir büyüme olmadığını ortaya koyuyor; bu nedenle, boşluklar buluttaki tüm kütleyi dışarı itene dek büyümüyor. Hâl böyleyken, yıldızın, içindeki bitmeyen gazdan kurtulduğu ve devam eden başka bir süreç olmalı.”

Araştırma, bir grup uzay teleskobundan veriler sağlanmasını gerektiriyordu. Herschel Uzay Gözlemevi ve Spitzer Uzay Teleskobu, yüzlerce önyıldızdan oluşan bir katalog oluşturmak için Orion Kompleksi’nde incelemelerde bulundu. Araştırma boyunca gözlemlenen bu yıldızların ışığından yola çıkan Habel ve ekibi, önyıldızları yaşlarına göre sıraladı.

Daha sonrasında, Hubble’ı kullanarak çevredeki bulut bölgesinin yakın kızılötesi gözlemlerini aldılar (bunlardan bazıları aşağıda görülebilir). Optik ışık önyıldızla bağlantılı bir buluta nüfuz edemese bile, kızılötesi dalga boyları bunu yapabilir ve kızılötesi gözlemler, yoğun bulutlu bölgeleri gözlemlemek için kusursuz bir araçtır. Bu durumda, oluşum aşamasındaki yıldızın ışığı, gökbilimcilerin boyutunu haritalamalarını sağlayacak biçimde boşluğun sınırlarını yansıtır.

YENİ BİR YAKLAŞIMA İHTİYAÇ VAR

Bu titiz çalışma, yaşa göre sıralanmış önyıldızları ve boşluklarını içeren bir katalogla sonuçlandı... Ve eski önyıldızların daha büyük boşluklara sahip olmadıkları görüldü.

Toledo Üniversitesi’nde görevli gökbilimci Tom Megeath, “Gazın büyük kısmının etraftaki buluttan yıldıza çekildiği önyıldız aşamasının neticesinde, bir grup genç yıldızın hâlâ fazlasıyla dar boşluklara sahip olduğunu görüyoruz” diyor: "Şu halde, bir yıldızın kütlesini belirleyen ve gazın akışını durduran şeyin hâlâ yaygın biçimde tutulduğu üstteki görüntüler, bu büyüyen akış boşluğunun tüm gazı topladığını gösteriyor. Bu durum, yıldız oluşumunun nasıl ilerlediğine ilişkin algımız açısından bir temel oluşturuyordu; buna karşın, eldeki verilere uymuyor gibi görünüyor.”

Araştırmacılar, rüzgârların ve jetlerin yıldız oluşumunda bir rol oynaması hâlâ mümkün olsa bile, bu rolün düşündüğümüz kadar da önemli görünmediğini ifade ediyorlar. Daha yavaş, daha yüksek yoğunluklu akışların sorumlu olması da muhtemel -benzer bir mekanizma olsa da boşluğu temizlemek daha uzun zaman alır-; fakat daha ayrıntılı gözlemler olmadan, bunu söylemek imkânsız.

Yani, bu, sonraki adımlardan biri olacak. Şüphe yok ki gökbilimciler de yıldız geri bildirimlerinden çok daha küçük bir katkı ile büyümeyi durdurabilecek başka mekanizmaları test etmek ve tanımlamak amacıyla yıldız oluşumunu modellemek ve laboratuvar ortamında taklit etmek isteyecekler. Bu alana dikkat kesilecekler.

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