James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ilk kez, karanlık madde parçacıklarının yok olmasıyla güçlenen varsayımsal nesneler olan “karanlık yıldızların” izlerini tespit etti. Bu süper kütleli karanlık yıldızlar Güneş’ten daha büyük ve çok daha parlak olabilir. Colgate Üniversitesi ve Texas Üniversitesi’nden üç astrofizikçi, James Webb Uzay Teleskobu’ndan gelen veriler sayesinde karanlık yıldızlara dair kanıtlar buldu. National Academy of Sciences dergisinde yayınlanan çalışmada, JWST tarafından tespit edilen üç galaksi ve bunların karanlık yıldızlarla nasıl ilişkili olabileceği analiz edildi.
Yeni bir yıldız türü
Öte yandan çalışmada yer alan Katherine Freese, 2007 yılında nükleer füzyondan ziyade karanlık maddeden güç alan karanlık yıldızların olabileceğine dair fikri ortaya atmıştı. O zamandan beri, araştırmacılar böyle bir yıldız fikrini incelemeye devam ettiler, neye benzeyebileceklerini göstermek için modeller oluşturdular ve böyle bir yıldızın sahip olabileceği özelliklerin bir listesini çıkardılar. Mevcut çalışmada, bu faktörlere uyan üç aday karanlık yıldız bulundu.
Ekip, karanlık yıldızların diğer yıldızlar gibi evrenin ilk dönemlerinde doğmuş olabileceğini, çoğunlukla helyum ve hidrojenden oluşmuş olabileceklerini öne sürüyor. Ancak bu tür yıldızların aynı zamanda bir ısı kaynağı olarak belirli miktarda karanlık madde içereceği de belirtiliyor. Nükleer füzyonla yanmayan bu yıldızların, eğer varlarsa diğer yıldız türlerinden çok daha büyük olması bekleniyor.
Ekip tarafından incelenen karanlık yıldız adayları JADES-GS-z11, JADES-GS z12 ve JADES-GS z13-0, tanımlanan özelliklere güçlü bir şekilde uyuyor. Ayrıca bu üç karanlık yıldız adayları geleneksel galaksileri çevreleyen teoriye de uymuyor. Dolayısıyla bu uyumsuzluk, ekibin teorilerini ve bulgularını destekliyor.
Ekibin geliştirdiği teorinin bir başka kısmı da karanlık yıldızların yaşlandıkça çökerek süper kütleli kara deliklere dönüştüğünü ve bunun da evrende neden bu kadar çok kara delik olduğunu açıkladığını öne sürüyor. Bu teori aynı zamanda karanlık yıldızların neden daha önce gözlemlenmediğini de açıklıyor; gökbilimciler JWST’nin konuşlandırılmasına kadar geçen sürede yeterince uzağı görmek için gerekli araçlardan yoksundu.
JWST’nin gözlemi
Resmi açıklamaya göre, bu nesneler ilk olarak JWST‘nin Gelişmiş Derin Ekstragalaktik Araştırması (JADES) ekibi tarafından analiz edilen verilerde galaksi olarak tanımlandı. Webb’in spektroskopik incelemesi, nesnelerin Büyük Patlama’dan 320 milyon ila 400 milyon yıl sonra -evrenin çok erken dönemlerinde- oluştuğunu ortaya koydu. Freese, yaptığı açıklamada “James Webb verilerine baktığımızda, bu nesneler için birbiriyle yarışan iki olasılık var. Bunlardan biri, milyonlarca sıradan, popülasyon-III yıldız içeren galaksiler olmaları. Diğeri ise karanlık yıldızlar olmaları. İster inanın ister inanmayın, bir karanlık yıldızın ışığı bütün bir galaksi dolusu yıldızla yarışacak kadar fazladır” dedi.
Bu yıldızların süper kütleli olduğu, Güneş’in kütlesinin birkaç milyon katına kadar büyük olabildiği ve Güneş’ten on milyar kat daha parlak olabilecekleri tahmin ediliyor. Bilim insanları karanlık yıldızların, Zayıf Etkileşen Büyük Parçacıklar olarak bilinen yeni bir temel parçacık türünden meydana gelmiş olabileceğini ileri sürüyor. Araştırmaya göre, keşfedilen bu parçacıklar birbirlerine çarptıklarında “kendilerini yok ediyorlar”. Bu süreçte parçacıklar, çöken hidrojen bulutlarına ısı salarak onları parlak ve karanlık siyah yıldızlara dönüştürüyor.
Bu esrarengiz karanlık yıldızların varlığı kanıtlanırsa, evrenin erken dönemlerinde büyük galaksilerin yaygınlığı hakkında fikir sağlayabilir. Daha önceki haberlerimizde JWST’nin erken evrende çok sayıda devasa galaksi tespit ettiğinden bahsetmiştik. Bu galaksilerin nasıl olup da bu kadar çok yıldız biriktirerek bu kadar büyük hale geldikleri hâlâ gizemini koruyor. Dahası, çok fazla sayıda büyük galaksinin varlığı standart kozmolojik modelin beklentilerini karşılamıyor.