Küresel kümedeki bir kara deliğin çizimi.
Yeni araştırmalar, Güneş’in kütlesinin 1.000 ila 10.000 katı olan yıldızların, ölümleri ve devasa kara deliklere çökmeleri de dahil olmak üzere, nasıl büyük miktarda nitrojen ürettiklerine dair bir model oluşturdu.
Yirmi yıldır gökbilimciler bunun nasıl olduğunu merak ediyorlardı. süper kütleli kara deliklerEvrendeki en parlak nesnelerden bazıları olan Büyük Patlama’dan bir milyar yıldan daha kısa bir süre sonra var olabilir. Normal yıldızlar bu kadar büyük kara delikleri yeterince hızlı yaratamazlardı.
Şimdi, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan uluslararası bir gökbilimciler ekibi, bu kozmik gizemi çözen ilk ikna edici kanıtı buldu: Evrenin başlangıcında, 1000 ila 10.000 kat daha fazla kütleye sahip “canavar yıldızlar” Güneşimizden daha. Keşif, GS 3073 adı verilen bir galaksideki kimyasal izlerin analizi yoluyla yapıldı.
İngiltere’deki Portsmouth Üniversitesi ve Astrofizik Merkezi tarafından yürütülen bir çalışma | ABD’de Harvard ve Smithsonian bir keşifte bulundu. nitrojen ve oksijen arasındaki aşırı dengesizlik bilinen hiçbir yıldız türüyle açıklanamayacak bir durum.
2022’de araştırmacılar Nature dergisinde süper kütleli yıldızların var olacağını öngören bir çalışma yayınladılar. nadir, türbülanslı akışlarda doğal olarak oluşur Evrenin erken dönemlerindeki soğuk gazın varlığı, kuasarların (olağanüstü parlak kara deliklerin) Büyük Patlama’dan bir milyar yıldan daha kısa bir süre sonra nasıl var olabileceğini açıklıyor.
“Son keşfimiz yardımcı oluyor 20 yıllık kozmik gizemi çözünPortsmouth Üniversitesi Kozmoloji ve Yerçekimi Enstitüsü’nden Dr. Daniel Whalen şunları söyledi: “GS 3073 ile bu canavar yıldızların var olduğuna dair ilk gözlemsel kanıta sahibiz.
“Bu kozmik devler, devasa kara deliklere dönüşmeden önce kısa bir süre boyunca parlak bir şekilde parlayacak ve milyarlarca yıl sonra tespit edebileceğimiz kimyasal izleri arkalarında bırakacaklardı. Biraz Dünya’daki dinozorlara benziyorlardı; devasa ve ilkeldiler. Ve sadece çeyrek milyon yıl süren, kozmik bir göz açıp kapayıncaya kadar geçen kısa ömürleri vardı.”
Keşfin anahtarı ölçüm yapmaktı. nitrojen ve oksijen arasındaki ilişki GS 3073’te. Galaksi, bilinen herhangi bir yıldız veya yıldız patlaması türüyle açıklanabilecek olandan çok daha yüksek olan, 0,46’lık bir nitrojen/oksijen oranı içeriyor.
Astrofizik Merkezi Teori ve Hesaplama Enstitüsü’nden Devesh Nandal | Harvard & Smithsonian şunları açıkladı: “Kimyasal bolluklar kozmik bir parmak izi gibi davranır ve GS3073’teki desen başka hiçbir şeye benzemiyor normal yıldızların neler üretebileceği. Aşırı nitrojeni bildiğimiz tek tür kaynakla eşleşiyor: Güneşimizden binlerce kat daha büyük ilksel yıldızlar. Bu bize, ilk nesil yıldızların, ilk galaksilerin şekillenmesine yardımcı olan ve günümüzün süper kütleli kara deliklerine yol açmış olabilecek gerçekten süper kütleli nesneler içerdiğini söylüyor.
Araştırmacılar, 1.000 ila 10.000 güneş kütlesine sahip yıldızların nasıl evrimleşeceğini ve hangi elementleri üreteceklerini modellediler. Büyük miktarlarda nitrojen oluşturan spesifik bir mekanizma keşfettiler:
- Bu dev yıldızlar çekirdeklerinde helyum yakarlar. karbon üretmek;
- Karbon, hidrojenin yakıldığı çevredeki kabuğa sızıyor;
- Karbon, karbon-nitrojen-oksijen döngüsü yoluyla nitrojen oluşturmak için hidrojenle birleşir;
- Konveksiyon akımları nitrojeni yıldız boyunca dağıtır;
- Sonunda bu nitrojen açısından zengin malzeme uzaya fırlatılırçevredeki gazı zenginleştirir.
Süreç, yıldızın helyumun yanma aşamasında milyonlarca yıl boyunca devam ederek GS 3073’te görülen nitrojen fazlasını oluşturur.
Modeller, yayınlandı The Astrophysical Journal Letters’daki makaleler de bu canavar yıldızlar öldüğünde ne olacağını tahmin ediyor. Patlamazlar; bunun yerine, doğrudan kara deliklere çöker binlerce güneş kütlesine sahip devasa olanlar.
İlginçtir ki, GS 3073’ün merkezinde, potansiyel olarak bu ilk süper kütleli yıldızlardan birinin kalıntısı olan, aktif olarak beslenen bir kara delik bulunmaktadır. Eğer doğrulanırsa, bu aynı anda iki gizemi çözecek: nitrojenin nereden geldiği ve kara deliğin nasıl oluştuğu.
Çalışma ayrıca bu nitrojen imzasının yalnızca belirli bir kütle aralığında göründüğünü de buldu. 1000 güneş kütlesinden az veya 10.000 güneş kütlesinden fazla olan yıldızlar doğru kimyasal standardı üretmiyor Bu tür bir zenginleştirme için “ideal bir noktanın” varlığına işaret eden abonelik için.
Bu keşifler Evrenin ilk birkaç yüz milyon yılına, yani gökbilimcilerin “kozmik döneme” yeni bir pencere açıyor.Karanlık Çağlar“İlk yıldızlar ateşlendiğinde ve erken Evrenin basit kimyasını bugün gördüğümüz zengin çeşitlilikte elementlere dönüştürmeye başladığında.
Araştırmacılar, Webb’in erken Evren’i araştırmaya devam ettikçe benzer nitrojen fazlalığına sahip daha fazla galaksi bulacağını öngörüyor. Her yeni keşif, bu ilk ultra kütleli yıldızların hipotezini güçlendirecektir.