Ceyms Vebb nəhayət kainatın ilk ulduzlarını kəşf etmiş ola bilər

Astronomlar Ceyms Uebb Kosmik Teleskopunun (JWST) Böyük Partlayışdan qısa müddət sonra yaranan, uzun müddətdir axtarılan ilk nəsil ulduzları artıq aşkar etmiş ola biləcəyini elan ediblər.

Bu ilkin ulduzlar, yəni POP III ulduzları adlandırılan bu səmavi cisimlər, daha əvvəl 10 milyard dollarlıq kosmik teleskop tərəfindən araşdırılan LAP1-B adlı bir qalaktikada yerləşir. Bu qalaktikadan gələn işıq JWST-yə çatmaq üçün 13 milyard il səyahət edib. Bu o deməkdir ki, biz LAP1-B-ni Böyük Partlayışdan cəmi 800 milyon il sonraki vəziyyətdə görürük.

Kəşfin arxasında duran elm adamlarından biri bunun ilk dəfə bu qədər qədim ulduzları müşahidə etməyimiz ola biləcəyini bildirir. Toledo Universitetindən komanda lideri Eli Vizbal bildirib ki, "Əgər LAP1-B-dəki ulduzlar həqiqətən də POP III ulduzlarıdırsa, bu, bu ilkin ulduzların ilk aşkarlanmasıdır. POP III ulduzlarını kəşf etmək üçün bizə JWST-nin həssaslığı və bizimlə LAP1-B arasında yerləşən qalaktika qrupundan gələn 100 qat qravitasiya linzalanması təsirinin gücləndirilməsi lazım idi."

Bu qalaktika o qədər uzaqdadır ki, JWST-nin yüksək həssas infraqırmızı görüntüsü üçün belə, yalnız Albert Eynşteynin 1915-ci ildəki ümumi nisbilik nəzəriyyəsində proqnozlaşdırdığı bir fenomen sayəsində görünürdü. Qravitasiya linzalanması olaraq bilinən bu fenomen, uzaq bir obyektdən gələn işığın aralıq kütləvi bir cisim tərəfindən məkanın əyilməsi yolu ilə böyüdülməsini təsvir edir. LAP1-B-ni böyüdən qravitasiya linzalanması, Yerdən və LAP1-B-dən təxminən 4,3 milyard işıq ili məsafədə yerləşən MACS J0416.1-2403 (MACS0416) adlı nəhəng bir qalaktika qrupudur.

Kainatın ilk ulduzlarının müəyyənləşdirilməsi

JWST LAP1-B qalaktikasını "yenidən ionlaşma dövrü" adlanan kainatın yaşının bir mərhələsində görür. Bu dövrdə ilk ulduzlardan və qalaktikalardan gələn ultrabənövşəyi işıq hidrogen və heliumun neytral qazını yüklü, superisti bir plazmaya çevirir. Beləliklə, bu, "kosmik qaranlıq dövr"ün sonunu qeyd edir.

Bu POP III ulduzlarının bu dövrdən əvvəl, yəni Böyük Partlayışdan təxminən 200 milyon il sonra, kainatın kifayət qədər genişlənib soyumasından sonra, elektronların və protonların kosmosun ən yüngül elementi olan ilk hidrogen atomlarını yaratmasına icazə verildiyi zaman formalaşdığı düşünülür.

"Kosmologiyanın standart modelində POP III ulduzları daha böyük qalaktikalar üçün təməl daşları rolunu oynayan çox kiçik qaranlıq materiya strukturlarında formalaşır," deyə Vizbal izah edib. "Beləliklə, onlar bizə qalaktika formalaşmasının və təkamülünün ən erkən mərhələləri haqqında məlumat verir. Onlar həmçinin qaranlıq materiyanın xüsusiyyətlərini də məhdudlaşdıra bilər, çünki alternativ qaranlıq materiya modelləri onların ilk formalaşdığı yerə təsir edir."

Bu o deməkdir ki, astronomlar POP III ulduzlarını müəyyənləşdirmək üçün can atırdılar, lakin bu ilk nəsil ulduz cisimlərini indiyə qədər tapmaq çətin olub.

"POP III ulduzları əsasən erkən zamanlarda formalaşdığı üçün onları aşkar etmək çətin idi, çünki onlar çox uzaqda və kiçik qruplarda yerləşirlər," deyə Vizbal bildirib. "Bu da onları çox solğun edir."

POP III ulduzları kainatın əsasən hidrogen və heliumdan ibarət olduğu bir dövrdə meydana gəldiyindən, az sayda ağır elementlərlə ("metallar" adlandırılır) bu ilk nəsil ulduzlar günəş kimi müasir "metal zəngin" ulduzlardan aşağı metallığına görə fərqlənməlidir.

Bu aşağı metallıq POP III ulduzlarına başqa bir təsir də göstərmiş, onların günəşin kütləsinin 100 qatına və daha çoxuna bərabər nəhəng kütlələrə çatmasına imkan vermişdir. Bundan əlavə, POP III ulduzlarının böyük kütlələrinə görə nisbətən kiçik qruplarda toplandığı düşünülür.

"Simulyasiyalar göstərir ki, ilkin qazın karbon və oksigen kimi ağır elementləri olan qazdan daha az səmərəli soyuması səbəbindən ulduz formalaşması zamanı qaz parçalanması daha az olur," deyə Vizbal bildirib. "Bu, POP III ulduzlarının metal zəngin ulduzlardan daha kütləli olmasına, bəlkə də günəşin kütləsinin 100 qatı qədər tipik kütlələrə sahib olmasına səbəb olur."

Həqiqətən də, komanda LAP1-B-dəki ulduzların minimal metal izləri olan qazla əhatə olunduğunu və təxminən 1000 günəş kütləsi qrupunda yerləşdiyini aşkar edib.

Bu tapıntılar həmçinin göstərir ki, qravitasiya linzalanması erkən dövrlərdə və ya yüksək qırmızı sürüşmələrdə daha çox POP III ulduzlarını tapmaq üçün effektiv bir üsul ola bilər.

"Hesablamanı aparana qədər düşünürdüm ki, modelimiz POP III ulduzlarının 6.6 qırmızı sürüşmədə qravitasiya linzasının güclü böyüdülmüş hissəsində tapılmaq üçün çox nadir olduğunu göstərəcək. Hesablamamızın MACSJ0416 kimi bir qrupun arxasında onların kifayət qədər çox olacağını göstərməsi məni xoş təəccübləndirdi," deyə Vizbal yekunlaşdırıb. "Növbəti olaraq, POP III-dən POP II ulduzlarına [kainatın ikinci nəsil ulduzları] keçidin daha ətraflı hidrodinamik simulyasiyalarını aparmaq və onların LAP-1B və oxşar obyektlərin spektri ilə uyğun gəlib-gəlmədiyini yoxlamaq istəyirik."

Komandanın araşdırması oktyabrın sonunda The Astrophysical Journal Letters-da dərc olunub.

24 saat