Yıldız ışığı, erken galaksilerin çevresindeki gazı uzaklaştırabilir
Hakemli hesaplamalar, hidrojende tekrar tekrar saçılan morötesi ışığın genç yıldız kümelerindeki seyrek gazı uzaklaştırabileceğini gösteriyor. Yıldızları besleyen yoğun iplikçiklerde ise kütleçekim baskın kalıyor. Seyrek gazın uzaklaşması, erken galaksilerin parlak görünmesine olası bir açıklama sunuyor. Araştırma, ışınım hesaplarını simülasyon görüntülerine sonradan uyguluyor; ortamdaki toz miktarı da ışığın gaz üzerindeki etkisini belirgin biçimde değiştiriyor.
Bilim··Öğle
Saçılan morötesi ışık gazı itiyor
4 Kasım’da yayımlanan hakemli modelleme, ışığın sürüklediği rüzgârların genç galaksileri nasıl daha görünür kılabileceğini araştırıyor. Hesaplar erken evrendeki yoğun yıldız kümelerine odaklanıyor. Lyman-alfa ışınımı, hidrojenle güçlü biçimde etkileşen morötesi ışık. Fotonlar tekrar tekrar saçılarak gaza itki aktarabiliyor. Araştırmacılar, tek bir galaksideki gaz çıkışını doğrudan ölçmek yerine yıldız oluşumunun üç boyutlu simülasyonlarından alınan görüntülerde bu basıncı hesapladı.[1], [2]
Soru, James Webb Uzay Teleskobu’nun Büyük Patlama’dan sonraki ilk birkaç yüz milyon yılda beklenenden fazla parlak galaksi gösteren görüntülerinden doğdu. Hesaplamalı araştırmalar yürüten Flatiron Enstitüsü’nden Shyam Menon ile Dallas’taki Teksas Üniversitesi’nden Aaron Smith, genç yıldızların çevresindeki ışınımın görüşü örten maddeyi uzaklaştırmaya katkısını inceledi. Gazın yer değiştirmesiyle yıldız ışığının dışarıya ulaşması, araştırdıkları olası parlaklık açıklamasını oluşturuyor.[2]
Yoğun iplikçiklerde kütleçekim baskın
Modeldeki bulut, daha seyrek gazın içinde yoğun iplikçikler barındırıyor. Yıldızların büyümesi büyük ölçüde bu iplikçiklerden besleniyor; bu bölgelerde kütleçekim, hesaplanan Lyman-alfa basıncından güçlü kaldı. Daha düşük yoğunluklu bölgeler ise uzaklaştırılmaya daha açıktı. Yoğun iplikçiklerin korunması, hızlı yıldız oluşumuyla ışığın dışarı çıkabildiği yolların bir arada bulunmasını sağlayabilir. Toz, fotonları soğurup basıncı sağlayan çoklu saçılmayı azaltarak dengeyi değiştiriyor.[1]
Hidrojen, soğurduğu Lyman-alfa ışığını aynı dalga boyunda hızla yeniden yayıyor. Yakındaki atomlar bu ışığı yeniden soğurabildiği için foton kaçmadan önce aktarılan toplam itki büyüyebiliyor. Bu etkileşimleri tek tek izlemek, ışınım hesabını güçleştiriyor. Ekip bu nedenle, ışığın yeniden soğurulup yayılmasını gazla birlikte her adımda geliştirmek yerine mevcut yıldız oluşum görüntülerinden kuvvetleri hesapladı. Yoğunluklar arasındaki fark, ışık basıncıyla kütleçekiminin nerede rekabet edebildiğini belirlemede temel rol oynadı.[1], [2]
Işınım kuvvetleri sonradan eklendi
Ekip, farklı toz miktarlarını karşılaştırdı ve basitleştirilmiş yıldız oluşum modelleriyle olası gaz kaybını hesapladı. Lyman-alfa kuvvetleri ilk simülasyona sonradan eklendiği için bu kuvvetlerin oluşturduğu gaz hareketinin gelişen sistemi yeniden nasıl etkilediği tam olarak izlenmedi. Manyetik alanlar ve yıldızların çevrelerini etkilediği bazı diğer süreçler de hesapta bulunmuyordu. Önerilen mekanizma, erken galaksilerin parlaklığını daha kapsamlı dinamik hesaplarla araştırmaya yönelik bir yol sunuyor.[1]
Menon, erken evrendeki tozun özelliklerini de daha iyi anlaşılması gereken bir modelleme konusu olarak belirtiyor. Araştırmacılar, bu etkileri birlikte ele alan iki boyutlu hesapları mevcut ilerleme olarak tanımlıyor. Daha kapsamlı üç boyutlu hesaplar için daha etkili yöntemler ve daha güçlü hesaplama olanakları hedefleniyor.[2]
