Evrendeki her bir karbon atomu, üç helyum çekirdeğinin kaynaşmasıyla oluştu. Bu oluşumda yıldızların rolü büyüktü, ancak hangi tür yıldızların birincil kaynak olduğu konusunda astrofizikçiler arasındaki tartışma sürüyordu. Bazı biliminsanları karbonun kaynağı olarak beyaz cüceleri işaret ederken, bazıları büyük kütleli yıldızların karbonun oluşumunda etkili olduğunu düşünüyordu.
Nature Astronomy dergisinde yayınlanan yeni çalışmada Padova Üniversitesi’nden Paola Marigo yürütücülüğündeki ekip karbonun kökenini belirlemeye odaklandı. Hawaii’deki WM Keck Gözlemevi’nden gelen verileri kullanarak Samanyolu’nun açık yıldız kümelerine ait beyaz cüceleri analiz ettiler. Kütle ölçümleri yapıldı ve yıldız evrimine ilişkin teoriden yararlanarak yıldızların oluşum kütlelerini hesapladılar. “Başlangıçtan sona kütle ilişkisi” astrofizikte kullanılan bir yöntemdir. Genelde, yıldızlar oluştuğunda ne kadar büyük olursa, (beyaz cüce) ölümünde de ancak o kadar büyük olabilir. Bununla birlikte, yeni keşfedilen beyaz cücelerin analizi, kütlelerin beklenenden daha büyük olduğunu ortaya koydu. Marigo, “İlk-son kütle ilişkisindeki bu sapmayı Samanyolu’nda düşük kütleli yıldızlar tarafından yapılan karbon sentezinin imzası olarak yorumluyoruz” açıklamalarında bulundu.
Araştırmacılara göre, Güneş’in iki katı kütleye sahip yıldızlar hayatlarının son evrelerinde sıcak iç yapılarında yeni karbon atomları üretti ve karbon atomları zamanla yüzeye taşındı, ardından hafif yıldız rüzgârları ile yıldızlararası ortama yayıldı. Yıldızların ayrıntılı modelleri bu yayılmanın (karbon açısından zengin dış mantonun soyulmasının) beyaz cücelerin kitlesel olarak kayda değer bir şekilde büyümesine izin verecek kadar yavaş gerçekleştiğini göstermektedir.
Çalışma, güneşin kütlesinden iki kat daha büyük yıldızların karbonun yayılmasına katkıda bulunduğu sonucuna varırken, güneş kütlesinin 1.5 katından daha az kütleye sahip olan yıldızların bu sonucu vermediğini ortaya çıkardı. Başka bir deyişle güneş kütlesinin 1.5 katı, bir yıldızın karbonla zenginleştirilmiş külleri yayması için minimum kütledir.
Warwick Üniversitesi’nden Pier-Emmanuel Tremblay, “İlk-son kütle ilişkisi aynı zamanda süpernova için alt kütle sınırını, büyük mesafelerde görülen devasa patlamaları ve Evreni anlamak için gerçekten önemli olan bir analiz yöntemidir” açıklamasında bulundu.
Kaynak: https://cosmosmagazine.com/space/astrophysics/new-views-on-the-origins-of-carbon/