Astronomlardan çarpıcı keşif! Yıldız beşiğinde kozmik ışınlar bulundu!

Bilim dünyası, yıldızların doğumuna dair uzun süredir yanıt aranan bir soruya Barnard 68 bulutunda bulunan kozmik ışınlarla yaklaşmayı başardı. Astronomlar, ilk kez bir yıldız beşiğinin derinliklerinde kozmik ışınların doğrudan etkisini tespit ederek, yıldız oluşumunun başlangıcında rol oynayan süreçleri daha net anlamamıza olanak tanıdı. Bu gelişme, yıldızların ve dolayısıyla gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair mevcut modelleri gözden geçirmeyi gerektirecek kadar önemli bir bulgu olarak değerlendiriliyor.

Yıldızsız bir bulutta kozmik ışınların izleri

Kozmik ışınlar, uzayda ışık hızına yakın hareket eden ve çıplak gözle görülmeyen yüklü parçacıklar olarak biliniyor. Bu parçacıklar, yıldız oluşumuna zemin hazırlayan devasa gaz ve toz bulutlarının kimyasal yapısını ve sıcaklığını sessizce değiştiriyor. Barnard 68 adı verilen ve içinde henüz yıldız bulunmayan, son derece soğuk ve opak bir bulut, kozmik ışınların etkisini izole biçimde incelemek için eşsiz bir ortam sundu. Technion-İsrail Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, bu bulutun içindeki kozmik ışınların etkisini doğrudan ölçmeyi başardı. Böylece, galaksinin kenar bölgelerinde değil, yıldız oluşumunun tam kalbinde kozmik ışınların izleri ilk kez net bir şekilde gözlemlenmiş oldu. Bu bulgu, kozmik ışınların yıldız doğumunu nasıl etkilediğine dair daha önce yalnızca dolaylı yollardan elde edilen bilgileri doğrudan ölçümlerle destekleyerek, bilimsel literatürde yeni bir dönemin kapılarını araladı.

Kozmik ışınlar ve hidrojenin kızılötesi parıltısı

Kozmik ışınlar, çoğunlukla protonlardan ve daha ağır atom çekirdeklerinden oluşan, yüksek enerjili parçacıklardır. Galaksinin manyetik alanları tarafından yolları bükülen bu parçacıklar, yıldızsız bulutların iç kısımlarına kadar ulaşabiliyor. Barnard 68'in içindeki gaz ve toz, kozmik ışınlarla karşılaştığında, bu parçacıklar gazı iyonize ederek atomlardan elektron koparıyor. Sonuçta, hidrojen molekülleri titreşiyor ve çok soluk bir kızılötesi parıltı yayıyor. Bu parıltı, kozmik ışınların bulut içindeki varlığının ve etkisinin benzersiz bir işareti olarak kabul ediliyor. Dr. Bialy ve ekibi, bu kızılötesi radyasyonun yalnızca kozmik ışınlarla hidrojen arasındaki etkileşimden kaynaklandığını belirtti. Yıldız ışığının bulutun merkezine ulaşamadığı bu ortamda, tespit edilen parıltı, yıldız oluşumunun en erken evrelerine dair doğrudan bilgi sunuyor.

Doğrudan ölçümlerle belirsizlikler azalıyor

Geçmişte, kozmik ışınların bulut içindeki etkileri çoğunlukla dolaylı yöntemlerle, nadir moleküler iyonların izlenmesiyle tahmin ediliyordu. Ancak bu yöntemler, bulutun yapısı ve reaksiyon oranlarındaki küçük hatalar nedeniyle yüksek oranda belirsizlik içeriyordu. Barnard 68'de yapılan doğrudan ölçümler, hidrojenin yaydığı kızılötesi parıltı sayesinde bu belirsizlikleri büyük ölçüde ortadan kaldırdı. Araştırmacılar, James Webb Uzay Teleskobu'nun (JWST) Kızılötesi Spektrografı ile Barnard 68'in içinden gelen dört çift sayılı hidrojen çizgisini aradı ve bunlardan üçünü başarıyla tespit etti. Elde edilen veriler, teorik modellerle tam uyum gösterdi. Bu sayede, bulutun çekirdeğindeki iyonizasyon oranı kesin olarak hesaplanabildi ve yıldız oluşum modellerine sağlam bir temel sağlandı.

Enerji kaynağı olarak kozmik ışınların doğrulanması

Bilim insanları, tespit edilen sinyalin gerçekten kozmik ışınlardan kaynaklandığını doğrulamak için diğer tüm olası enerji kaynaklarını da inceledi. Yakındaki yıldızlardan gelen ultraviyole ışık, bulutun dış katmanları tarafından emildiği için, bu tür bir parıltının kaynağı olamazdı. Ayrıca, bulutun içindeki gazın aşırı soğuk olması, sıradan ısının bu sinyali üretmesini imkânsız kılıyordu. Araştırmacılar, gözlemlenen hidrojen emisyonlarının deseninin, yalnızca kozmik ışınların derinlere nüfuz etmesiyle açıklanabileceğini belirtti. Şok dalgaları ya da X-ışını aktiviteleri de gözlenen parıltının karakteristiğini karşılamıyordu. Bu nedenle, Barnard 68'in derinliklerinde tespit edilen kızılötesi parıltının kaynağı olarak yalnızca kozmik ışınlar gösterilebildi.