Bir yıldızın iç yapısının ilk kez gözlemlenmesi, maddenin doğuşuna dair eşi benzeri görülmemiş bir pencere açıyor.

"DNA'mızdaki azot, dişlerimizdeki kalsiyum, kanımızdaki demir ve elmalı turtalarımızdaki karbon, çöken yıldızların içinde yaratıldı. Biz yıldızlardan oluşuyoruz," diye ilan etmişti Amerikalı astrofizikçi Carl Sagan, ünlü kitabı Cosmos'ta neredeyse yarım asır önce. Bir bilim insanı ekibi, insanları ve çevrelerindeki her şeyi oluşturan kimyasal elementlerin oluştuğu kaotik ocak olan bu yıldız bağırsaklarına ilk kez bakabildi. Araştırmaya liderlik eden Alman astrofizikçi Steve Schulze , "Gözlerim kamaştı," diye hatırlıyor.

Bu keşfin önemini anlamak için, 13,8 milyar yıl önce evrenin oluşumuna yol açan Büyük Patlama'ya geri dönmeliyiz. Büyük Patlama'dan sonraki ilk üç dakika içinde, evrenin neredeyse tüm hafif atomları, özellikle de her yerde bulunan ve yıldızları oluşturan hidrojen atomları oluşmuştur. Yıldızın iç kısmındaki sıcaklık ve basınç o kadar yüksektir ki, hidrojen birleşerek giderek daha ağır elementler, özellikle de helyum oluşturur. Örneğin, silisyum ve kükürtün birleşimi, bir yıldız içinde üretilebilecek en ağır atom olan demiri üretir.

Sonuç, gökbilimciler tarafından yaygın olarak kullanılan bir terim olan bir tür " kozmik soğan "dır. "Bu süreç yıldızı katmanlı bir yapıya dönüştürür: dışta hidrojen, sonra helyum, sonra karbon/oksijen, magnezyum/neon/oksijen, oksijen/silisyum/kükürt katmanları ve son olarak merkezde demir. Bu nedenle, silisyum ve kükürt açısından zengin katman birçok başka malzemenin altında gömülüdür ve normal şartlarda erişilemez, bu da doğrudan gözlemlemeyi neredeyse imkansız hale getirir," diye belirtiyor Teksas, Evanston'daki Northwestern Üniversitesi'nden Schulze.

Hawaii'deki bir yanardağın zirvesine yerleştirilen bir teleskop, Eylül 2021'de bir süpernova, yani bir yıldızın patlaması tarafından yayılan ışık spektrumunu kaydetti. 2,2 milyar ışık yılı uzaklıktaki ve SN 2021yfj olarak adlandırılan patlama, sıradan bir süpernova değildi. Cihaz, fenomeni yıldızın dış katmanlarını soyduğu ve içine bir bakış sağladığı anda olağanüstü bir anda yakaladı. Schulze, "İlk başta, kemiğe kadar soyulmuş bir yıldız keşfettiğimizi bilmiyorduk. İsrail'deki Weizmann Bilim Enstitüsü'nden Profesör Avishay Gal-Yam, silikon, kükürt ve argon gözlemlediğimiz sonucuna vardığında çok şaşırdım" diye hatırlıyor. Keşfi, bu Çarşamba günü önde gelen uluslararası bir bilim yayını olan Nature dergisinin kapağında yayınlandı.

45 yıl önce Almanya'nın Halle kentinde doğan Schulze, Dünya'nın da içinde bulunduğu Samanyolu Galaksisi'nde ve komşu Macellan Bulutları'nda "1 milyardan fazla yıldız" bulunduğunu vurguluyor. Bu yıldızların çoğu öldüklerinde hidrojen katmanlarını korurken, azınlık bir kısmı süpernovaya dönüşmeden önce bu katmanı veya hatta daha derindeki helyum katmanını kaybeder. Bu yüzey soyulması, güçlü yıldız rüzgarları, patlamalar veya başka bir yıldızla etkileşimler nedeniyle meydana gelebilir, ancak neredeyse tamamen bir yıldız soyulması şimdiye kadar tespit edilmemiştir.

"Samanyolu'nda veya Macellan Bulutları'nda oksijen/silisyum katmanına kadar soyulmuş hiçbir yıldız bilinmemektedir. SN 2021yfj süpernovasının keşfi, nadir ve çok aşırı soyulma süreçlerinin var olduğunu gösteriyor," diye savunuyor on yıl öncesine kadar Şili Papalık Katolik Üniversitesi'nin Astrofizik Enstitüsü'nde çalışan Schulze. Karbondan daha ağır kimyasal elementlerin füzyonu yalnızca Güneş'in kütlesinin en az sekiz katı olan ve büyük kütleli olarak adlandırılan yıldızlarda meydana gelir. "Bu, büyük kütleli bir yıldızın iç katmanlarını ilk kez gözlemlememiz ve bu, yıldız evrimi modellerimizi test etmek ve geliştirmek için önemli. Dahası, bu keşif bize büyük kütleli yıldızlarda silisyum ve kükürt oluşumu hakkında bilgi sağlıyor," diye ekliyor Schulze.

Alman astrofizikçinin açıklaması, Carl Sagan'ın bu kez televizyon dizisi Cosmos'tan benzer bir düşüncesini yansıtıyor: "Kayalardaki silisyum, havadaki oksijen, DNA'mızdaki karbon, bankalarımızdaki altın, cephaneliklerimizdeki uranyum... Hepsi binlerce ışık yılı uzakta, milyarlarca yıl önce yaratıldı. Gezegenimiz, toplumumuz ve bizler kozmik tozdan oluşuyoruz."

Fizikçi José Ángel Martín Gago'nun ekibi, Madrid Malzeme Bilimi Enstitüsü'ndeki (CSIC) laboratuvarlarında dört milyon avroluk bir makine inşa etti. Martín Gago ve Madde Yapısı Enstitüsü'nden meslektaşı Gonzalo Santoro , bu gazeteye gönderdikleri ortak bir değerlendirmede yeni keşfi kutluyor. "Bu gözlem, süpernovaların katmanlı yapısını doğruluyor; bu, şimdiye kadar geçerli olup olmadığı net olmasa da, süpernovaları tanımlamak için kullanılan model. Bu modeli doğrulamak, yıldız evrimini tanımlamak için çok önemli," diye alkışlıyorlar.

İki İspanyol araştırmacı, süpernovaların ve kırmızı dev yıldızların kozmik tozun oluşumunda temel nesneler olduğunu vurguluyor. "Bu çalışma, kimyasal türlerin evrende nasıl oluşup evrimleştiğini anlamak için temel bilgiler sağlıyor. Laboratuvar astrokimyası düzeyinde, bu çalışma yeni ufuklar açıyor; çünkü laboratuvarda bu elementler açısından zengin moleküllerin oluşumu ve evrimi için koşulları yeniden yaratmak üzere kullanılabilecek silikon ve kükürt bolluğuna dair deneysel değerler sağlıyor," diye açıklıyorlar. "Bu yaklaşım, kimyasal reaksiyonların modellenmesinde ilerlemeye ve uzayda kozmik toz oluşum süreçlerinin daha derinlemesine anlaşılmasına olanak tanıyacak," diye ekliyorlar. Çıplak yıldızın keşfi, insanların ve diğer her şeyin yapıldığı yıldız özünün oluşumuna eşi benzeri görülmemiş bir pencere açıyor.