Vücudumuzdaki Karbonun Galaktik Yolculuğu: Kozmik Bir Döngü
Dünya’daki yaşam karbon olmadan var olamazdı. Ancak karbonun kendisi de yıldızlar olmadan var olamazdı. Karbon, oksijen ve demir de dahil olmak üzere hidrojen ve helyum dışındaki neredeyse tüm elementler, yıldız fırınlarında dövüldükleri ve daha sonra yıldızları öldüğünde kozmosa fırlatıldıkları için vardır. Galaktik geri dönüşümün nihai bir eylemi olarak, bizimki gibi gezegenler, Dünya’nın çekirdeğindeki demir, atmosferindeki oksijen veya Dünyalıların vücutlarındaki karbon gibi, bu yıldız yapımı atomların yapılarına dahil edilmesiyle oluşur.
ABD ve Kanada’da bulunan bilim insanlarından oluşan bir ekip, karbon ve diğer yıldız oluşum atomlarının yeni kullanımlar için sürüklenene kadar uzayda boş yere sürüklenmediğini doğruladı. Bizimki gibi hala aktif olarak yeni yıldızlar oluşturan galaksiler için bu atomlar dolambaçlı bir yolculuk yapıyor. Galaksiler arası uzaya uzanan dev akımlar üzerinde kendi galaksilerinin etrafında dönerler.
Çevresel galaktik ortam olarak bilinen bu akımlar, malzemeyi dışarı iten ve galaktik iç kısma geri çeken dev taşıma bantlarına benzer; burada yerçekimi ve diğer kuvvetler bu ham maddeleri gezegenler, uydular, asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve hatta yeni yıldızlar halinde bir araya getirebilir.
“Çevresel galaktik ortamı dev bir tren istasyonu gibi düşünün: Sürekli olarak materyali dışarı itiyor ve geri çekiyor,” diyor Washington Üniversitesi’nde doktora adayı olan ekip üyesi Samantha Garza. “Yıldızların ürettiği ağır elementler, patlayıcı süpernova ölümleri yoluyla ev sahibi galaksilerinden dışarı ve galaksi çevresi ortamına itilir, burada sonunda geri çekilebilir ve yıldız ve gezegen oluşumu döngüsüne devam edebilirler.”
UW profesörü ve Astronomi Bölümü Başkanı Jessica Werk, “Galaksi evrimi ve galaksilerin yeni yıldızlar oluşturmak için kullanabileceği karbon rezervuarının doğası üzerindeki etkileri heyecan verici” dedi. “Vücudumuzdaki aynı karbon büyük olasılıkla galaksinin dışında önemli miktarda zaman geçirmiştir.”
2011 yılında bir grup bilim insanı, bizimki gibi yıldız oluşturan galaksilerin çevresel galaktik ortamla çevrili olduğu ve bu büyük, dolaşım halindeki madde bulutunun oksijen bakımından zengin sıcak gazlar içerdiği yönündeki uzun süredir var olan teoriyi ilk kez doğruladı. Garza, Werk ve meslektaşları, yıldız oluşturan galaksilerin çevresel galaktik ortamının karbon gibi daha düşük sıcaklıktaki materyalleri de dolaştırdığını keşfettiler.
Garza, “Artık galaksi çevresi ortamının hem karbon hem de oksijen için dev bir rezervuar gibi davrandığını doğrulayabiliriz” dedi. “Ve en azından yıldız oluşturan galaksilerde, bu malzemenin daha sonra geri dönüşüm sürecine devam etmek için galaksiye geri düştüğünü öneriyoruz.”
Çevresel galaktik ortamın incelenmesi, bilim insanlarının bu geri dönüşüm sürecinin nasıl azaldığını anlamalarına yardımcı olabilir, ki bu eninde sonunda tüm galaksiler için – bizimki için bile – gerçekleşecektir. Bir teoriye göre, galaksi çevresindeki ortamın geri dönüşüm sürecine katkısının yavaşlaması veya bozulması, bir galaksinin yıldız popülasyonlarının neden uzun süreler boyunca azaldığını açıklayabilir.
Garza, “Eğer döngüyü devam ettirebilirseniz -materyali dışarı iter ve geri çekerseniz- teorik olarak yıldız oluşumunu devam ettirmek için yeterli yakıtınız olur” dedi.
Bu sanatsal görüntüde, uzak bir kuasarın ışığı Dünya’ya gelirken bir galaksinin halo benzeri çevresel galaktik ortamından geçiyor ve burada Hubble’ın Kozmik Kökenler Spektrografı tarafından ölçülerek halenin bileşimi belirleniyor. Kredi: NASA/ESA/A. Alan
Araştırmacılar bu çalışma için Hubble Uzay Teleskobu üzerindeki Kozmik Kökenler Spektrografını kullandılar. Spektrograf, evrendeki ultra parlak ışık kaynakları olan dokuz uzak kuasarın ışığının, yıldız oluşturan 11 galaksinin çevresel galaktik ortamından nasıl etkilendiğini ölçtü.
Hubble ölçümleri, kuasarlardan gelen ışığın bir kısmının galaksi çevresi ortamındaki belirli bir bileşen tarafından emildiğini gösterdi: karbon, hem de çok miktarda. Bazı durumlarda, galaksiler arası uzaya doğru neredeyse 400.000 ışık yılı (ya da kendi galaksimizin çapının dört katı) uzanan karbon tespit edildi.
Galaksi çevresindeki ortamı oluşturan diğer elementlerin tam kapsamını ölçmek ve bileşimlerinin hala büyük miktarda yıldız üreten galaksiler ile yıldız oluşumunu büyük ölçüde durdurmuş galaksiler arasında nasıl farklılık gösterdiğini daha fazla karşılaştırmak için gelecekteki araştırmalara ihtiyaç vardır. Bu cevaplar sadece bizimki gibi galaksilerin ne zaman yıldız çöllerine dönüştüğünü değil, aynı zamanda nedenini de aydınlatabilir.
Kaynak: https://phys.org
Karbonu Enerjiye Çeviren Mikrop: Yaşamın Kökenine Açılan Kapı mı?