Evrenin erken dönemine dair beklenmedik keşif

Yirmi yıl önce Hubble’ın bulguları, Webb teleskobuyla doğrulanarak, gezegen oluşumuna dair bilinenleri değiştirecek gibi görünüyor

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, bilim dünyasında önemli bir tartışmayı sonlandırarak, Hubble Uzay Teleskobunun 20 yıl önce yaptığı bir keşfi doğruladı. Bu doğrulama, evrenin erken dönemlerinde gezegen oluşumuna dair bilim insanlarını yeniden düşünmeye zorlayabilir.  

2003 yılında Hubble Teleskobu, neredeyse evren kadar yaşı bir yıldızın çevresinde dev bir gezegenin bulunduğuna dair kanıtlar sundu. Bu yıldız, kimyasal olarak “metal fakiri” olarak adlandırılan bir kategoriye aitti. Yani, gezegenlerin yapı taşları olan ağır elementlerden (örneğin karbon, demir, silisyum) son derece az miktarda barındırıyordu. Bu durum bilim insanları için şaşırtıcıydı, çünkü ağır elementlerin eksik olduğu bir ortamda dev gezegenlerin nasıl oluşabileceği büyük bir soru işareti yaratıyordu.  

Evrenin ilk dönemlerinde yıldızlar ağırlıklı olarak hidrojen ve helyumdan oluştuğu biliniyor. Bu dönemde ağır elementlerin henüz süpernova patlamalarıyla sentezlenip yıldızlararası ortama yayılmadığı düşünülüyor. Ancak Hubble’ın gözlemleri, evrenin ilk dönemlerinde gezegen oluşumunun mümkün olduğunu gösteriyordu. 

Gezegenlerin yuvası diskler 

Yıldızların çevresindeki diskler, evrendeki madde yoğunlaşmalarının bir sonucu olarak oluşuyor. Gezegenler bu disklerde oluşuyor. Bu diskler, toz ve gazdan oluşan basit bir yapıya sahip. Toz parçacıkları zamanla birleşerek daha büyük yapılar oluşturuyor ve nihayetinde gezegenlere dönüşüyor. Tıpkı yeryüzünde zamanla oluşan kayalar gibi. Ancak bilim insanlarının Hubble’ın 2003’teki sarsıcı keşfine dek geliştirdiği modeller, ağır elementlerin yetersiz olduğu ortamlarda bu disklerin çok kısa ömürlü olduğunu ve bu ömrün gezegenlerin oluşması için yeterli olmadığını öne sürüyordu.  

Hubble’ın keşfi bu modellerin sorgulanmasına neden olsa da, dönemde yeterli teknoloji olmadığından Hubble’ın bulguları doğrulanamadı. Bu noktada, James Webb Uzay Teleskobu devreye girdi.  

20 yıl aradan sonra yapılan yeniden incelemeler

Bilim insanları, Hubble’ın bulgularını doğrulamak için Webb’i kullanarak Samanyolu’nun yakınındaki bir cüce galaksi olan Küçük Macellan Bulutu’na yöneldi. Bu galaksi, erken evrendeki gibi ağır elementlerin çok az bulunduğu bir ortam olarak biliniyordu. Araştırmalar için seçilen bölge, NGC 346 olarak bilinen büyük bir yıldız kümesiydi.  

NGC 346, yaklaşık 20-30 milyon yıl yaşında olan birçok yıldızı barındırıyor. Hubble’ın geçmişteki gözlemleri, bu yıldızların çevresinde hala gezegen diskleri olduğunu göstermişti. Bu bulgu, gezegen disklerinin yalnızca birkaç milyon yıl içinde yok olduğu yönündeki geleneksel görüşle çelişiyordu. Webb’in daha hassas ölçüm cihazları sayesinde bu diskler detaylı bir şekilde incelendi.  

James Webb Teleskobu, NGC 346’daki yıldızların çevresindeki disklerin gerçekten var olduğunu ve bu disklerde aktif olarak gezegen oluşumu sürecinin devam ettiğini doğruladı. Daha da önemlisi, bu disklerin sanılandan çok daha uzun ömürlü olduğunu ortaya koydu.  

Araştırmanın liderlerinden Guido De Marchi NASA bültenine verdiği demeçte, “Bu keşif, gezegenlerin erken evrende nasıl oluştuğuna dair mevcut modellerimizi yeniden değerlendirmemiz gerektiğini gösteriyor,” ifadelerini kullandı. Disklerin uzun süre varlığını sürdürmesi, gezegenlerin büyüyüp dev boyutlara ulaşması için gereken zamanı sağlıyor.  

Diskler nasıl sanılandan daha uzun ömürlü olabilir? 

Bilim insanları, bu disklerin ağır elementlerin eksik olduğu ortamlarda nasıl bu kadar uzun süre var olabildiğine dair iki olası senaryo önerdi:  

Birinci önermeye göre, yıldızlar, çevresindeki diskleri dağıtılabilecek kadar güçlü radayasyon yayıyor. Ancak bu baskının etkili olabilmesi için disk gazında ağır elementlerin bulunması gerekiyor. NGC 346’daki yıldızların çevresindeki gaz, Güneş’e kıyasla yalnızca yüzde 10 oranında ağır element içeriyor. Bu düşük oran, radyasyon baskısının diskleri dağıtmasını zorlaştırıyor olabilir.  

İkinci önermeye göre ise, ağır elementlerin az olduğu bir ortamda yıldızların daha büyük gaz bulutlarından doğduğu düşünülüyor. Bu durum, yıldızın çevresindeki disklerin de daha büyük olmasına neden oluyor. Daha büyük diskler ise, daha uzun süre dayanarak gezegenlerin oluşması için gerekli zamanı sağlıyor.  

Araştırmanın yardımcı lideri Elena Sabbi NASA’ya verdiği demeçte, “Disklerin daha uzun süre dayanması, gezegen oluşumu ve gezegen sistemlerinin mimarisi açısından büyük önem taşıyor. Bu keşif, gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair düşüncelerimizi tamamen değiştirebilir,” diye konuştu.  

James Webb’in bulguları, evrenin erken döneminde gezegen oluşumu hakkındaki varsayımlarımızı derinden etkiliyor. Ağır elementlerin eksik olduğu bir ortamda gezegenlerin oluşup büyüyebilmesi, yalnızca evrenin kimyasal evrimi açısından değil, aynı zamanda yaşam barındırabilecek gezegenlerin ortaya çıkışı açısından da büyük önem taşıyor.  Bu bulgular, gezegenlerin evrenin ilk dönemlerinde sanıldığından çok daha yaygın bir şekilde oluşmuş olabileceğini gösteriyor. 
Kaynak: NASA