Karanlık çağlar hakkında konuşmalıyız. Hayır değilşunlar Batı Roma İmparatorluğu'nun yıkılmasından sonra karanlık çağlar. Ve kozmik şafak hakkında konuşmalıyız: bu ilk yıldızların doğuşu, yüzünü kozmosu modern formuna tamamen yeniden şekillendiren çalkantılı bir çağ.
Bu ilk yıldızlar şimdiki evrende gördüğümüz her şeye tamamen benzemiyor olabilir. Ve eğer şanslıysak, onları ilk kez görmenin zirvesinde olabiliriz.
Öncelikle küçük bir gizem kurmamız gerekiyor.
Kara deliklerin nasıl ortaya çıktığını hepimiz biliyoruz. Güneşimizin kütlesinin sekiz katının kuzeyindeki dev bir yıldız, kısa ama öngörülebilir ömrünü yaşıyor ve hidrojeni helyuma kaynaştırıyor. Sonra hidrojenden biter ve helyumu kaynaştırmaya başlar. Daha sonra helyum biter ve daha ağır şeyler yakmaya başlar ve demire kadar periyodik tabloyu yükseltir. Kaynaştırıcı demir, enerjiyi serbest bırakmak yerine enerji emer ve böylece hiçbir şey yıldızın korkunç yerçekimi çöküşünü durduramaz. Her şey küçük bir hacme sıkıştırılıyor ve şimdi bir kara deliğiniz var.
Zamanla bu kara delik diğer kara delikleri karşılayabilir ve tüketebilir ya da sadece çevredeki yıldızlararası malzemeye yapışabilir, bu da sürekli olarak artar. Yeterli zaman ve yeterli yiyecek verildiğinde, kara delik bir dev olmak için şişebilir - süper kütleli bir dev. Bu yaratıklar galaksilerin kalbine gizlenirler ve terazileri güneşimizin kütlesinin milyonlarca katında kolayca uçururlar.
Yeni malzeme düşmeye devam ediyor - sadece kara delik devasa olduğu için açlığın doymuş olduğu anlamına gelmiyor - ve gaz kara deliğin şaşkın maw'ına düştükçe, bir galaksinin değerinden daha parlak bir şekilde parlıyor ve ısınıyor yıldızlar. Bu nesne birkaç isimle gider - quasar, blazar, aktif galaktik çekirdek - ama hepsi aynı anlama gelir: dev bir kara delikbesleme.
Hepsi iyi ve iyi ve biraz korkutucu, ama işte bir sorun. Çok uzak evrende kuasarlar görüyoruz, yani kuasarları çokgenç bir milyar yaşında bile olmadığında (evet, bu bir evren için genç). Ve yukarıda yeni anlattığım süreç (büyük yıldızların oluşması, yaşamalarına ve ölmelerine izin verme, bir kara delik oluşturma, devasa oranlarda beslenmelerine izin verme) bir milyar yıldan çok daha uzun sürüyor.
Evrenimiz nasıl bu kadar çabuk canavar kara delikleri üretti?
Her zamanki yıldız -> kara delik-> quasar rotası erken evrende işe yaramıyorsa, alternatifleri düşünmenin zamanı gelmiştir. Kısayollar. Gözlemlerimizin talep ettiği büyük kara delikleri oluşturmak için daha hızlı yollar. Ve süper kütleli bir kara delik açmanın en hızlı yolu süper kütleli bir yıldızla başlamaktır.
Ne kadar süper kütleli? 100.000 güneş kütlesine ne dersin, bu senin için yeterince büyük mü?
Bunun gibi yıldızlar günümüz evreninde yoktur. Bütün bunları sıkıştırmaya çalışırsanşey bir yıldıza dönüştürmek için yeterince kompakt bir hacme dönüştüğünde, etkileşimler ve kararsızlıklar onu elinizde çok fazla ufalanan kurabiye hamuru gibi parçalayacak ve tek bir canavar yerine çok sayıda normal yıldız oluşturacak. Bu yüzden 100 güneş kütlesinin üzerindeki yıldızların bugün mümkün olduğu kadar bugün çok nadir olduğunu düşünüyoruz.
Ancak Kozmik Şafak dönemi farklı bir zamandı. Birincisi, henüz ağır elementler yoktu - nükleer dövmeler yıldızlararası su yollarını kirletecek kadar uzun süredir çalışmıyordu. Bu ekstra elementlerden gelen radyasyon, bir gaz bulutunu soğutmanın ve küçük parçalara bölünmesini tetiklemenin harika bir yoludur. İkincisi, genç kozmos, diğer küçük yıldızların ani doğumundan itibaren yüksek enerjili ultraviyole radyasyon ile sular altında kaldı. Bu radyasyon, dev bir gaz bulutunu soğutmak ve parçalamak için bir başka anahtar yol olan moleküler hidrojeni parçalara ayırır.
Bu yüzden yine nadir olsa da, kozmik karanlık çağların sonunda, dev ve hatta süper yıldızlar oluşturmak için koşullar tam olarak doğru olabilirdi: yeterince malzeme ayrılmadan yeterince küçük bir hacme akabilirdi ve büyük bir yıldız doğurdu.
Bu dev yıldızlar kısa ömürlere yol açacak ve büyük kara delikler oluşturmak için doğrudan çökecek ve kuasar yapmak için olağan yolu kısaltacaklardı.
Bu harika bir fikir gibi görünüyor, ancak bilimde büyük fikirlerin, onlara inanmaya başlamadan önce kanıtlarla yüzleşmesi gerekiyor. Bu durumda, bu dev yıldızlardan birinin fotoğrafına sahip olmak oldukça kullanışlı olurdu önce kara deliklere, sonra da kuasarlara dönüştüler.
Bu zor, çünkü bu yıldızların yaşadığı ve öldüğü yaş bizden çok uzak. Ve bu yıldızlar, hala yıldız standartlarına göre devasa da, çok çok küçüktüler ve bu uç mesafeleri tespit etmeyi daha da zorlaştırdılar.
Ama bir kere şanslı bir mola verebiliriz. Bu garip yıldızların son simülasyonları, yüzeyleri yoğun kırmızı bir ışıltı veren 6.000-8000 Kelvin arasında bir yerde yüzey sıcaklığına sahip oldukları için şaşırtıcı derecede serin olduklarını ortaya koyuyor. Ve inanılmaz hacimleri nedeniyle, on milyar güneş yoğunluğunda ışıkla patlayan çok parlaklar. Saf parlaklık ve derin kızarıklığın bu kombinasyonu, yaklaşmakta olan bazı görevler için kızılötesi dalga boylarında potansiyel olarak görülebilir oldukları anlamına gelir.
İlk yıldızlar için avlanmak için özel olarak tasarlanmış bir araç olan James Webb Uzay Teleskobu gibi görevler. Eğer uzun zamandır devam eden çağlarda süper yıldızlar varsa ve eğer bazıları kardeşlerinin canavar kara deliklerine dönüşmeye başladıkları döneme hayatta kalabilecek kadar şanslıysa, onları biraz daha yakına getirebiliriz, doğrudan fotoğraflarını çek.
Ne kadar güzel bir manzara olurdu.
Devamını oku: “Supermassive Primordial Yıldızların Tespiti Üzerine”
