Evrenin ilk yıllarında su var mıydı?

Şaşırtıcı bir keşif: Suyun çok erken ortaya çıkışı

Uzayın en uzak köşelerini inceleyen teleskoplar, Büyük Patlama'dan iki milyar yıldan kısa bir süre sonra bile bol miktarda su bulunduğunu göstermişti. Ancak yeni bir çalışma, daha da şaşırtıcı bir duruma işaret ediyor: Su, evrenin oluşumundan sadece 100 ila 200 milyon yıl sonra var olmuş olabilir. Araştırmacılar, ilk nesil yıldızların karanlık gökyüzünü aydınlattığı "kozmik şafak" denilen dönemde, büyük miktarlarda suyun oluştuğunu simülasyonlarla gösteriyorlar.

Simülasyonların gücü ve ilk yıldızların rolü

Ekip suyu doğrudan tespit etmedi. Bunun yerine, belirli koşullar altında suyun ne kadar erken oluşmuş olabileceğini anlamak için, henüz gözlemlenmemiş bir yıldız türünün simülasyonlarını kullandılar. Ancak bu simülasyonların yüksek doğruluğu sayesinde, eğer bu ilkel yıldızlar kozmik şafakta var idiyse, muhtemelen bir patlama ve sıçramayla ölmüş olmaları gerekiyor.

Eğer bu sanal canlandırmalar geçmişe açılan doğru pencerelerse, bu durum, su dolu dünyanın, çok uzun bir okyanus gezegenleri zincirinden sadece biri olabileceği anlamına geliyor.

Evrenin ilk fırınları: Popülasyon III yıldızları ve su üretimi

Yıldızlar kaçınılmaz olarak farklı şekillerde ölürler. Bu ölümler sırasında da birçok element yaratıp uzaya saçarlar. Su da yıldız ölümlerinin bir yan ürünüdür. Günümüz evreninde su oluşturmak oldukça kolaydır: İki hidrojen atomunu bir oksijen atomuna bağlamak yeterlidir.

Ancak kozmosu her zaman nemli tutmak bu kadar kolay değildi. Her yerde aynı anda bol miktarda su oluşmadığı sürece, kozmik radyasyon ve patlayan yıldızların etrafındaki yüksek sıcaklıklar, bu su moleküllerini parçalama tehdidinde bulunuyordu.

Araştırmacılar evrendeki ilk yıldızlara yöneldi. Büyük Patlama'dan yaklaşık 400.000 yıl sonra, ilk hidrojen ve helyum atomları, karanlık madde adı verilen bölgelerde bir araya gelmeye başladı. Bu atomlar yerçekimi tarafından sıkıştırıldı ve sonunda nükleer füzyon başladı. Böylece, ilk yıldızlar evreni aydınlattı. Gökbilimciler bu ilkel yıldızlara Popülasyon III yıldızları adını verdiler. Bu yıldızlar çok büyüktü ve parlak ve hızlı bir şekilde yanıyorlardı; kendilerini paramparça etmeden önce sadece birkaç milyon yıl var oldular.

İlk yıldızlar, bol su ve geleceğin işaretleri

Tartışmanın önemli bir noktası, Popülasyon III yıldızlarının hala teorik olmasıdır. Güçlü James Webb Uzay Teleskobu (JWST) bile henüz bir Popülasyon III yıldızına dair kesin bir kanıt göremedi. Ancak astronomi camiası, bu ilkel yıldızların veya onlara çok benzeyen bir şeyin kozmik şafakta var olduğundan şüpheleniyor.

Bu yeni çalışma, iki teorik Popülasyon III yıldızını inceledi: biri Güneş'ten 13 kat, diğeri ise 200 kat daha büyük. Çalışmanın yazarlarından Daniel Whalen, küçük yıldızın sadece 12.2 milyon yıl, devasa olanın ise sadece 2.6 milyon yıl varlığını sürdürdüğünü açıkladı. Her ikisi de yaşamlarını farklı sonlandırdı. Başlangıçta, bu patlamaların artıkları oksijen ve hidrojenin karışması için çok sıcaktı. Ancak birkaç milyon yıl sonra, enkaz yeterince soğudu. Bu yoğun ve soğuk bölgelerde oksijen ve hidrojen bağ kurabildi ve su oluşmaya başladı.

Yine de bazı belirsizlikler devam ediyor. Bir Popülasyon III yıldızının tipik kütlesi henüz bilinmiyor ve bu da su üretme yeteneklerini etkiliyor. Ayrıca, henüz kimse bir Popülasyon III yıldızını gözlemlemedi.

Eski Popülasyon III yıldızları tarafından üretilen ilk suyun bir kısmının bugün hala var olma ihtimali de var. Belki ıssız bir yerde yüzüyor, belki de uzaklardaki gezegenlerin oluşumu sırasında sürüklenmiş olabilir.