Gökbilimciler, Evrenin sürekli bir genişleme durumunda olduğunu ve muhtemelen 13.8 milyar yıl önce (Büyük Patlama) büyük bir patlamanın başladığını anladığından beri, ilk yıldızların ne zaman ve nasıl oluştuğu hakkında çözülmemiş sorular var. NASA’nın Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası (WMAP) ve benzer görevler tarafından toplanan verilere dayanarak, bunun Büyük Patlama'dan yaklaşık 100 milyon yıl sonra gerçekleştiğine inanılıyor.
Bu karmaşık sürecin nasıl çalıştığına dair detayların çoğu bir sır olarak kaldı. Bununla birlikte, Max Planck Astronomi Enstitüsü'nden araştırmacılar tarafından yönetilen bir ekip tarafından toplanan yeni kanıtlar, ilk yıldızların oldukça hızlı bir şekilde oluşması gerektiğini gösteriyor. Las Campanas Gözlemevi'ndeki Magellan Teleskoplarındaki verileri kullanan ekip, Big Bang'den 850 milyon yıl sonra yıldız oluşumunun gerçekleştiği bir gaz bulutu gözlemledi.
Son zamanlarda ortaya çıkan bulgularını açıklayan çalışma Astrofizik Dergisi, Eduardo Bañados tarafından yönetildi. O zamanlar Carnegie Bilim Enstitüsü'nün bir üyesi olan Banados ve meslektaşları, bilinen en uzak 15 kuasarın bir anketinde takip gözlemleri yaparken gaz bulutunu gözlemledi.
Bu anket, doktorasının bir parçası olarak Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) ile bir gökbilimci ve araştırmanın ortak yazarı Chiara Mazzucchelli tarafından hazırlanmıştır. Max Planck Astronomi Enstitüsü'nde araştırma. Özellikle bir kuasarın spektrumlarını incelerken (P183 + 05), bazı oldukça tuhaf özelliklere sahip olduklarını belirttiler.
Carnegie Enstitüsü'nün 6,5 m Magellan Teleskoplarını Şili'deki Las Campanas Gözlemevi'nde kullanan Banados ve meslektaşları, oldukları şey için spektral özellikleri tanıdılar: kuasar tarafından aydınlatılan yakındaki bir gaz bulutu. Spektrumlar ayrıca onlara gaz bulutunun Dünya'dan ne kadar uzak olduğunu - 13 milyar ışık yılı uzakta - astronomlar tarafından gözlemlenmesi ve tanımlanması en uzaklarından biri haline getirdi.
Ek olarak, karbon, oksijen, demir ve magnezyum gibi eser miktarda elementlerin varlığını gösteren spektrumlar buldular - helyumdan daha ağır olduklarından kimyasal olarak “metaller” olarak adlandırıldılar. Bu tür unsurlar, ilk kuşak yıldızların (diğer bir deyişle “nüfus III”) evrenin başlarında yaratıldı; yaşam sürelerinin sonuna ulaştıktan ve süpernova olarak patladıktan sonra onları kozmosa bıraktılar.
Carnegie Bilim Enstitüsü'nden bir gökbilimci ve yeni çalışmanın ortak yazarı Michael Rauch'ın dediği gibi:
“Big Bang'den sadece 850 milyon yıl sonra bu tür saf gazlara baktığımıza ikna olduktan sonra, bu sistemin hala ilk nesil yıldızların ürettiği kimyasal imzaları koruyup koruyamayacağını merak etmeye başladık.”
İlk nesil yıldızları bulmak uzun zamandan beri gökbilimcilerin hedefi olmuştur çünkü Evren tarihinin daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlayacaktır. Zaman geçtikçe hidrojenden ağır elementler, yıldızların oluşumunda anahtar bir rol oynadı, burada madde karşılıklı çekim nedeniyle bir araya toplandı ve daha sonra yerçekimi çökmesine maruz kaldı.
Büyük Patlama'dan sonra Evren'de sadece hidrojen ve helyum bulunduğuna inanıldığından, ilk nesil yıldızların bu kimyasal elementleri yoktu - bu da onları takip eden her nesilden farklı kılıyor. Bu nedenle, böyle bir erken gaz bulutunda bu elementlerin göreceli bolluğuna dikkat etmek şaşırtıcıydı, bu da bugün gökbilimcilerin galaksiler arası gaz bulutlarında gördükleriyle karşılaştırılabilirdi.
Bu gözlemler, Evrenimizdeki ilk yıldızların nasıl oluştuğuna dair geleneksel teoriler için büyük bir zorluk oluşturmaktadır. Esasen, bu kimyasal elementleri üretmek için yıldız oluşumunun çok daha erken başlamış olması gerektiğini gösterir. Tip Ia süpernovaları içeren çalışmalara dayanarak, bu metalleri gözlemlenen bollukla üretmek için gereken patlamaların yaklaşık 1 milyar yıl alacağı tahmin edilmektedir.
Kısacası, bilim adamları ilk yıldızların doğduğu zaman hakkında bir kuşaktan uzak kalmış olabilirler, bu da Evrenin en eski eoları sırasında etrafta bir şeyler olabileceğini ima eder. Bu etkili bir şekilde, ilk yıldızların erken Evren olan ilk hidrojen ve helyum çorbasından oldukça hızlı oluşması gerektiği anlamına gelir. Bu bulgunun kozmik evrim teorileri üzerinde ciddi etkileri olabilir.
Bañados'un dediği gibi, şimdi amaç, benzer kimyasal bolluklara sahip ek gaz bulutları bularak bunu doğrulamaktır:
“Evren tarihinde metalikliği ve kimyasal bolluğu bu kadar erken ölçebilmemiz heyecan verici, ancak ilk yıldızların imzalarını tanımlamak istiyorsak kozmik tarihte daha erken araştırma yapmamız gerekiyor. İlk yıldızların nasıl doğduğunu anlamamıza yardımcı olabilecek daha uzak gaz bulutları bulacağımız konusunda iyimserim. ”
Görelilik bize mekan ve zamanın aynı gerçekliğin iki ifadesi olduğunu söyler. Ergo, Evrene daha uzaklara bakarak, zamanda geriye daha da bakıyoruz. Böylece gökbilimciler kozmolojik modellerini ve her şeyin nasıl ve ne zaman başladığı hakkındaki fikirlerini ayarlayabildiler. Evrendeki ilk yıldızların kökenlerinin daha erken bir zamana itilebileceğini bilerek; Bu, öğrenme eğrisinin sadece bir parçası!
