Uzay Gizemleri: Evren 13.8 milyar yaşında ise, bir yıldız nasıl 14 milyar yıldan daha eski olabilir?
Yüz yıldan uzun bir süredir gökbilimciler, Terazi takımyıldızındaki, Dünya’dan yaklaşık 190 ışık yılı uzaklıkta bulunan ilginç bir yıldızı gözlemliyor.
Bu yıldız, gökyüzünde saatte 800.000 mil (saatte 1,3 milyon kilometre) hızla ilerler. Ancak bundan daha ilginç olan, HD 140283 -veya yaygın olarak bilinen adıyla Methuselah- aynı zamanda evrenin bilinen en eski yıldızlarından biridir.
2000 yılında, bilim insanları Avrupa Uzay Ajansı (ESA) Hipparcos uydusu aracılığıyla yaptıkları gözlemleri kullanarak yıldızın yaşını 16 milyar yıl olarak tahmin etti. Böyle bir rakam akıllara durgunluk veren türdendi ve aynı zamanda oldukça şaşırtıcıydı.
Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nden gökbilimci Howard Bond’un işaret ettiği gibi, evren 13.8 milyar yaşında (kozmik mikrodalga arkaplanının gözlemlenmesiyle belirlenir). Doğru kabul edildiğinde, yıldızın tahmini yaşı büyük bir problem yarattı.
Bir yıldız evrenden daha yaşlı nasıl olabilir?
Ya da tersine, evren nasıl daha genç olabilir?
Methuselah’ın -İncil’deki bütün figürlerden daha çok yaşadığı ve 969 yaşında vefat ettiği söylenen bir patriğin adına ithafen- yaşı, ağırlıklı olarak hidrojen ve helyumdan meydana geldiği ve çok az demir içerdiği için kesinlikte açıktı.
İçeriği, yıldızın demir yaygınlaşmadan önce ortaya çıkmış olması gerektiği anlamına geliyordu.
Ancak, çevresinden iki milyar yıldan daha yaşlı?
Elbette bu mümkün değil.
Methuselah’ın yaşına daha yakından bakalım
Bond ve meslektaşları kendilerini, 16 milyarlık bu rakamın doğru olup olmadığını çözme görevine adadılar. 2003 ve 2011 yılları arasında Hubble Uzay Teleskobu ‘nun Hassas Kılavuz Sensörleri tarafından kaydedilen yıldızların konumlarını, mesafelerini ve enerji çıkışlarını not alan 11’den fazla gözlem setini incelediler.
Bond, All About Space’e “HD 140283’ün yaşı ile ilgili belirsizliklerden biri yıldızın tam mesafesiydi” dedi.
“Bunu doğru yapmak önemliydi çünkü parlaklığını daha iyi belirleyebiliriz -içsel parlaklık ne kadar fazlaysa, yıldız o kadar genç demek.
Bize uzaklığı gösteren paralaks etkisini araştırıyorduk, bu, Dünya’nın yörüngesel hareketinden dolayı pozisyonundaki değişimi bulmak için altı ay boyunca yıldızı görüntülemek anlamına geliyordu.”
Yıldızların teorik modellemesinde de belirsizlikler vardı;çekirdek içindeki nükleer reaksiyonların tam oranları ve dış katmanlarda aşağıya doğru yayılan elementlerin önemi gibi. ‘Artakalan helyum nükleer füzyon yoluyla yanması için daha az hidrojen bırakarak çekirdeğin içine daha da yayılır fikri’ üzerine çalıştılar. Yakıtın daha hızlı kullanılmasıyla, yaş azaltılır.
Bond, “Önemli olan bir başka faktör, yıldızın içerdiği oksijen miktarıydı” dedi. Bond ve iş arkadaşları, HD 140283’ün yaşının 14,46 milyar yıl olduğunu tahmin ediyorlardı;daha önce iddia edilen 16 milyara göre önemli bir azalma.
Ancak, yine de evrenin kendi yaşından çok daha fazlaydı. Bilim insanları, 800 milyon yıllık bir belirsizlik olduğunu -Bond’un yıldızın yaşını evrenin yaşıyla, tamamen mükemmel olmasa da uyumlu hale getirdiğini söylediği- ortaya koydular.
2014 yılında yapılan bir izleme çalışması yıldızın yaşını 14,27 milyar yıl olarak güncelledi.
Bond, “Ulaşılan sonuç, yaşın yaklaşık 14 milyar yıl olduğu ve yine, eğer gözlemsel ölçümlerde ve teorik modellemede tüm belirsizlik kaynaklarını içeriyorsa- hata, yaklaşık 700 veya 800 milyon yıldır. Bu yüzden bir çelişki yok çünkü 13,8 milyar yıl yıldızın hata aralığında bulunuyor. “dedi.
Evrenin Yaşına Daha Yakından Bakalım
Bond için, evrenin yaşı ile bu civardaki yıldızın yaşı arasındaki benzerlikler -ikisi de farklı analiz yöntemleriyle belirlenmiş- evrenin Büyük Patlama resmi için çok güçlü kanıtlar sunan şaşırtıcı bir bilimsel başarı. En eski yıldızların yaşıyla ilgili sorunun, 1990’larda, yıldızların 18 milyar yıl veya bir durumda 20 milyar yıla yaklaştığı durumdan çok daha önemsiz olduğunu söyledi.
Temmuz 2019’da Kaliforniya Santa Barbara’daki Kavli Teorik Fizik Enstitüsü’nün en iyi kozmologlarından oluşan uluslararası konferansta gökbilimciler, evren için farklı yaşları öneren çalışmalar üzerinde kafa yoruyorlardı.
Evrenin kozmik mikrodalga arkaplanına göre belirlenen yaşıyla kıyaslandığında yüz milyonlarca yıl daha genç olduğunu öne süren nispeten yakınlardaki galaksilerin ölçümlerine bakıyorlardı. Aslında, kozmik radyasyonun Avrupa Planck uzay teleskobu tarafından 2013 yılında ayrıntılı ölçümleri ile tahmin edildiği gibi evren; 13,8 milyar yaşında olmaktan ziyade 11,4 milyar yıl yaşında olabilir.
Bunların ardındaki çalışmalardan biri, Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü’nden Nobel ödüllü Adam Riess’e ait.
Sonuçlar, 1929’da Edwin Hubble tarafından gösterildiği gibi genişleyen bir evren fikrine dayanmaktadır.Bu, Büyük Patlama -bir zamanlar, gerilen uzayın bir sıcak yoğunluk hali olduğunun anlaşılması- için çok önemlidir. Bu ölçülebilir olması gereken bir başlangıç noktası olduğu anlamına geliyor. Ancak yeni bulgular genişleme oranının Planck tarafından önerilenden (%10’dan) daha yüksek olduğunu gösteriyor.
Riess diyor ki, “evrenin bugün ne kadar hızlı genişlediğinin ölçümü ile erken evrenin fiziğine dayanarak ne kadar hızlı genişlemesi gerektiği konusundaki öngörüler arasında bir fark var.”
Bu durum kabul gören teorilerin yeniden değerlendirilmesine yol açarken, aynı zamanda bu bilmecenin arkasında olduğu düşünülen karanlık madde ve karanlık enerji hakkında öğrenilecek çok şey olduğunu gösteriyor.
İlgili: Karanlık Madde Hakkında 10 İlgi Çekici Teori
İngiltere’deki Birmingham Aston Üniversitesi’nden fizikçi Robert Matthews, cevapların daha büyük kozmolojik düzenlemede yattığına inanıyor.
Yıldızların ölçümlerinin daha kesin olduğuna dikkat çekerek, “Yıldız astrofizikçilerinden ziyade gözlemci kozmologların, bu paradoksu yaratan bir şeyi kaçırdıklarından şüpheleniyorum”dedi.“Bu hiçbir şekilde, kozmologların özensiz olmalarından değil; evrenin yaşının belirlenmesi, yıldızlarınkinden daha fazla ve daha tartışmalı gözlemsel ve teorik belirsizliklere sahip olduğundandır.”
Peki, bilim insanları bunu nasıl çözecek?
Evrenin muhtemelen bu yıldızdan daha genç görünmesini sağlayan ne olabilir?
Matthews,
“İki seçenek var ve bilim tarihi böyle durumlarda gerçekliğin her ikisinin bir karışımı olduğunu göstermektedir,” diyor ve devam ediyor;
“Bu durumda, tam olarak anlaşılmamış gözlemsel bir hata kaynağı, buna ilaveten milyarlarca yıldır kozmik genişlemenin ana itici gücü olan karanlık enerjinin gücü gibi, evrenin dinamikleri teorisindeki bazı boşluklar olacaktır.”
Mevcut “yaş paradoksunun” karanlık enerjinin zamanla değişimini ve dolayısıyla hızlanma oranındaki değişikliği yansıtması olasılığını öne sürüyor. “Yerçekimsel dalgalar üzerine yapılan yeni araştırmalar paradoksun çözülmesine yardımcı olabilir” diyor Mathews.
Bunu yapmak için; bilim insanları, kozmik mikrodalga arkaplanına güvenmek ya da Hubble Sabiti’ni ölçmek için Sefeid değişkenleri ve süpernova gibi yakındaki nesneleri izlemek yerine ölü yıldız çiftlerinin uzay ve zaman dokusunda yarattığı dalgalanmalara bakarlardı (öncekinin sonucuna göre megaparsek başına saniyede 67 km ve ikincine göre ise 73 km hızda).
Sorun şu ki, yalnızca 2015 yılında ilk kez doğrudan tespit edildiği göz önüne alındığında,yerçekimi dalgalarını ölçmek kolay bir iş değil. Ancak New York Flatiron Enstitüsü’nde bir astrofizikçi olan Stephen Feeney ‘e göre, önümüzdeki on yıl boyunca bir atılım yapılabilir.
Fikir, nötron yıldız çiftleri arasındaki çarpışmalardan, bu olayların Dünya’ya göre hareket ettikleri hızı bulmak için yaydıkları görünür ışığı kullanarak veri toplamaktır. Aynı zamanda, ortaya çıkan yerçekimi dalgalarının bir ‘mesafe’ fikri için analiz edilmesini gerektirir. Her ikisi de Hubble Sabiti ‘nin en kesin ölçümünü vermek için bir araya getirilebilir.
HD 140283’nin yaşı gizemi, evrenin işleyişi hakkındaki anlayışımızı değiştirerek, daha büyük ve bilimsel olarak karmaşık bir şeye öncülük ediyor.
Matthews, “Paradoks için en muhtemel açıklamalar; göz ardı edilmiş gözlemsel bir etki ve / veya kozmik genişlemenin dinamikleri ile ilgili anlayışımızdaki büyük bir eksiklik” dedi. Bu “bir şeyin” ne olduğu sorusunun, astronomları bir süre zor durumda bırakacağı kesin.
Bunlar da ilginizi çekebilir:
- Güneş Sistemimizdeki İkinci Yıldızlararası Nesne Resmen Tespit Edildi
- Erken Evren Karanlık Madde Yıldızlarıyla Mı Doluydu?
- Büyük Patlama’yla açığa çıkan maddelerden oluşan yıldız keşfedildi
Saygılarımla.
Duygu Ardıç
Yorumlar 1