Evrenin ilk yıldızları nasıl oluştu?

• Gelişmiş simülasyonlarla ilk yıldızların doğduğu ilkel gaz bulutları gözlemlendi.
• Süpersonik türbülansın yıldız oluşumunu teşvik ettiği belirlendi.
• Yeni model, Popülasyon III yıldızlarının daha küçük ve daha fazla sayıda olduğunu gösteriyor.
• Bu sonuçlar, süpernova izi bırakmayan yıldız oluşumunu açıklamada önemli bir adım olabilir.

Karanlık çağlar ve Popülasyon III yıldızları

Evrenin ilk yıldızlarından önce, ışığın henüz yayılmadığı Karanlık Çağlar vardı.

Büyük Patlama'dan yaklaşık 370.000 yıl sonra başlayan bu dönem, yıldızlar ortaya çıkana kadar sürdü.

Bilim insanları, bu dönemdeki fiziksel koşulları anlamak için JWST gibi teleskoplara ve süper bilgisayar simülasyonlarına başvuruyor.

Simülasyonlarla erken evrene yolculuk

Yeni bir çalışma, IllustrisTNG projesinden elde edilen verilerle geliştirilen GIZMO simülasyon kodunu kullanarak erken Evreni modelledi.

Baş araştırmacı Ke-Jung Chen liderliğindeki ekip, 1,05 milyon Güneş kütlesine sahip karanlık madde mini halelerinin içindeki gaz hareketlerini modelledi.

Parçacık bölme tekniği ile çözünürlük 100.000 kat artırılarak gazın ses hızının 5 katı hızla hareket ettiği süpersonik türbülans detaylı biçimde izlendi.

Türbülans yıldız oluşumunu şekillendiriyor

Simülasyonlarda gazın yüksek hızlarla karanlık madde mini halelerine aktığı, bu süreçte türbülansın yıldız oluşumunu tetiklediği görüldü.

Yüksek çözünürlüklü veriler, gazın yoğun kümeler halinde toplanarak birkaç Güneş kütlesine sahip yıldızlar oluşturduğunu gösterdi.

Araştırmacılar, “Bu türbülanslar, ilk yıldızların daha küçük kütleli ve daha çok sayıda oluşmasına neden oldu” ifadesini kullandı.

Chen, “İlk yıldız oluşumunun en erken aşamalarında türbülansın tam gelişimini ilk kez çözebildik. Şiddetli, kaotik hareketlerin sadece mevcut olmadığını – ilk yıldızları şekillendirmede çok önemli olduklarını gösteriyor” dedi.

Yeni keşifler eski teorileri sarsıyor

Popülasyon III yıldızlarının 80-260 Güneş kütlesinde dev yıldızlar olduğu ve süpernova ile sonlandığı düşünülüyordu.

Ancak bu dev patlamaların kimyasal izleri beklenildiği gibi bulunamadı.

Yeni simülasyonlar, bu yıldızların daha küçük olduğunu ve çoğunun süpernova olarak patlamadığını, dolayısıyla kimyasal iz bırakmadığını öne sürüyor.

Chen, “Bu simülasyon, büyük ölçekli kozmik yapı oluşumunu yıldız doğumunu yöneten mikroskobik süreçlerle ilişkilendirmede ileriye doğru bir sıçramayı temsil ediyor” dedi.

Evrenin şafağına daha yakınız

GIZMO simülasyonları, erken Evrenin yapı taşlarını oluşturan süreçlerin türbülansla şekillendiğini ve yıldız oluşumunun sanılandan çok daha karmaşık bir yapıya sahip olduğunu gösteriyor.

Bu bulgular, Evrenin ilk dönemleri ve yıldızların evrimi hakkında uzun süredir devam eden birçok soruya ışık tutuyor.