İllüstrasyon: NASA Goddard

Bilim insanlarına göre hidrojen ve helyum gibi daha hafif elementler, buna az miktarda lityum dahil, evrenin 13.8 milyar yıl önceki büyük patlamayla oluşmasının hemen ardından ortaya çıktı.

Daha sonra patlayan yıldızlar, demir gibi daha ağır elementleri uzaya saldı. Bu elementler yeni doğan yıldızlara ve gezegenlere dahil oldu. Ancak altın gibi demirden bile daha ağır elementlerin evrende nasıl dağıldığı konusu astrofizikçiler için hâlâ gizemini koruyor.

ÇÖZÜLMEYİ BEKLEYEN BULMACA

New York'taki Columbia Üniversitesi'nde fizik doktora öğrencisi olan ve çalışmanın başyazarı Anirudh Patel, salı günü The Astrophysical Journal Letters'ta yayımlanan çalışmasına ilişkin yaptığı açıklamada, "Bu, evrendeki karmaşık maddenin kökeni açısından oldukça temel bir soru. Henüz çözülememiş eğlenceli bir bulmaca" dedi.

Daha önce altının kozmik üretimi yalnızca nötron yıldızı çarpışmalarıyla ilişkilendirilmişti.

EVRENİN 'ALTIN FABRİKALARI'

Astronomlar 2017'de iki nötron yıldızının çarpışmasına tanık olmuştu. Bu yıkıcı çarpışma, kütleçekim dalgaları olarak bilinen uzay-zaman dalgalanmalarının yanı sıra, gama ışını patlamasından yayılan ışığı da ortaya çıkardı. "Kilonova" olarak bilinen bu olayda altın, platin ve kurşun gibi ağır elementler oluştu. Kilonovalar, uzaydaki 'altın fabrikaları'na benzetiliyor.

Ancak çalışmanın ortak yazarı ve Louisiana Eyalet Üniversitesi'nde astrofizik profesörü olan Eric Burns'e göre, bu tür nötron yıldızı birleşmeleri çoğunlukla yalnızca son birkaç milyar yılda gerçekleşti.

Burns, NASA ve Avrupa Uzay Ajansı'na ait teleskoplardan elde edilen, 20 yıllık ancak şimdiye dek çözülememiş verilere dayanarak, evrenin ilk dönemlerinde yani bebeklik çağında oluşan magnetarlardan yayılan parlamaların, altın oluşumu için başka bir yol sunmuş olabileceğini söylüyor.

YILDIZLARDAKI 'DEPREMLER'

Nötron yıldızları, patlayan yıldızların geriye kalan çekirdekleridir ve o kadar yoğundurlar ki, bu yıldızlardan bir çay kaşığı madde Dünya'da 1 milyar ton ağırlığında olurdu. Magnetarlar ise son derece parlak, aşırı güçlü manyetik alana sahip nötron yıldızı türleri olarak biliniyor.



Astronomlar magnetarların nasıl oluştuğunu hala tam olarak anlamış değil, ancak ilk magnetarların, evrenin oluşumundan yaklaşık 200 milyon yıl sonra, yani yaklaşık 13.6 milyar yıl önceki ilk yıldızlarla birlikte ortaya çıktığını düşünüyorlar.

Dünya'da depremler, gezegenin erimiş çekirdeğinin neden olduğu kabuk hareketleriyle oluşur ve yeterli stres biriktiğinde, yer sarsıntısına neden olur. Burns'e göre yıldızlardaki depremler, yani yıldız sarsıntıları da benzer bir şekilde gerçekleşir.

"Nötron yıldızlarının bir kabuğu ve süperakışkan bir çekirdeği vardır" diyen Burns ekliyor:

Alıntı MetniAraştırmacılar, bir magnetarın dev bir parlama sırasında madde saçtığına dair kanıt buldu ancak Patel'e göre, yıldızın kütlesini dışarı atmasına dair fiziksel bir açıklamaları yoktu.

Yakın tarihli başka bir araştırmaya göre, Columbia Üniversitesi'nden fizik profesörü Brian Metzger'ın da katkıda bulunduğu bu tür parlamalar, yıldızın kabuğunu ısıtarak yüksek hızlarda fırlatıyor olabilir.

Patel, "Bu patlayıcı kütle fırlatımının fiziksel koşullarının ağır elementlerin oluşumu için elverişli olduğu hipotezini ortaya attılar" diyor.

YILDIZSAL SİNYALİN İZİNİ SÜRMEK

Araştırma ekibi, magnetar parlamalarından yayılan radyasyon ile ağır elementlerin oluşumu arasında bir bağlantı olup olmadığını merak etti. Bilim insanları görünür ve morötesi ışık dalga boylarında kanıt aradı. Ancak Burns, bu tür bir parlamanın aynı zamanda izlenebilir bir gama ışını da üretebileceğini düşündü.

İlginizi ÇekebilirBurns, Aralık 2004'te gözlemlenen son büyük magnetar parlamasından elde edilen gama ışını verilerini inceledi. Bu olay, şu anda emekliye ayrılmış olan INTEGRAL (Uluslararası Gama Işını Astrofizik Laboratuvarı) misyonu tarafından kaydedilmişti. Burns'e göre o dönemde bu sinyal gözlemlenmiş ve sınıflandırılmıştı ancak ne anlama geldiği anlaşılamamıştı.

Metzger'ın önceki araştırmalarına dayanan modelden gelen öngörü, 2004 verilerindeki sinyal ile büyük oranda örtüşüyordu. Ekip, gama ışınının dev bir magnetar parlamasında ağır elementlerin oluşumunu ve dağılımını temsil ettiğini düşünüyor.

NASA'ya ait RHESSI (Yüksek Enerjili Güneş Spektroskopik Görüntüleyici) ve Wind uydularından elde edilen veriler de bu bulguları destekledi. Burns, bu keşfin uzun vadeli ve kamu fonlu araştırmalar sayesinde mümkün olduğunu vurguladı.

'OLDUKÇA HEYECAN VERİCİ'

Patel, "Modelimizi oluşturup tahminlerimizi Aralık 2024'te yaparken, sinyalin zaten verilerde var olduğunu hiçbirimiz bilmiyorduk. Ve teorik modelimizin verilere bu kadar iyi uyacağını da hayal edemezdik. Hepimiz için oldukça heyecan verici bir tatil sezonuydu. Telefonumda veya bilgisayarımda bulunan bazı materyallerin, galaksimizin tarihi boyunca bu tür bir aşırı patlamada oluşmuş olabileceğini düşünmek harika" dedi.

AĞIR ELEMENTLERİN YÜZDE 10'U

Araştırmacılar, magnetarların dev parlamalarının Samanyolu Galaksisi'ndeki demirden ağır elementlerin yüzde 10'una kadarından sorumlu olabileceğini düşünüyor. Ancak Patel'e göre, bu oranı daha kesin şekilde belirleyebilmek için gelecekteki bir görev gerekiyor.

NASA'nın 2027'de fırlatmayı planladığı COSI (Compton Spektrometresi ve Görüntüleyici) adlı görev, çalışmanın bulgularını takip edebilir. Geniş açılı gama ışını teleskobu, dev magnetar parlamalarını gözlemlemek ve içlerinde hangi elementlerin oluştuğunu belirlemek için tasarlandı. Patel'e göre bu teleskop, evrende ağır elementlerin başka potansiyel kaynaklarını araştırmak için astronomlara yardımcı olabilir.




Kaynak ; Milliyet