Terzan 5 küresel küme değil: Samanyolu'nun şişkinliğinde dört kuşaklık fosil

Samanyolu'nun toz ve yıldızlarla dolu merkez bölgesinde yer alan Terzan 5, onlarca yıl boyunca sıradan bir küresel yıldız kümesi sanıldı. NASA'nın James Webb ve Hubble uzay teleskoplarının birleştirilen verileri ise bu sınıflandırmanın geçersiz olduğunu kesin biçimde gösterdi. Bologna Üniversitesi'nden doktora öğrencisi Giorgia Zullo liderliğindeki ekibin Astronomy & Astrophysics'te yayımlanan çalışmasına göre Terzan 5, dört ayrı yıldız kuşağı barındıran, kendi kendini kimyasal olarak zenginleştiren bağımsız bir sistem. Bulgular, Haziran 2026'da Pasadena'daki 248. Amerikan Astronomi Derneği toplantısında açıklandı.

Bir kümeden fazlası

Terzan 5, 1968'de Fransız-Ermeni gökbilimci Agop Terzan tarafından keşfedildi. Yay takımyıldızı yönünde, galaksinin merkezine doğru bakan bir hatta bulunuyor. Görünüşüyle bir küresel kümeyi andırıyor; ancak tipik bir küresel küme yalnızca tek bir yaşlı yıldız nüfusuna sahiptir. 2009'da Terzan 5'te iki farklı yıldız nüfusu bulunduğu anlaşıldı. 2016'da Hubble bu nüfusların yaşlarını ilk kez tahmin etti: Biri yaklaşık 12 milyar yıl önce, Samanyolu'nun kendisi bir araya gelirken; diğeri ise yaklaşık 5 milyar yıl önce, Dünya'nın oluşmasından kısa süre önce doğmuştu.

Terzan 5'in sıradışılığı yalnızca yaşlarla sınırlı değil. Sistem, 2023 sonu itibarıyla bilinen 49 milisaniye radyo atarcasıyla galaksideki kümeler arasında en kalabalık atarca topluluğuna ev sahipliği yapıyor. Bilinen en hızlı dönen milisaniye atarcası PSR J1748−2446ad, saniyede 716 tur atıyor ve burada bulunuyor. Bu zenginlik, sistemin çekirdeğindeki yüksek yoğunluğun ve sık yıldız etkileşimlerinin bir sonucu olarak görülüyor.

Webb ile tozun ardına, Hubble ile zamanın içine

Terzan 5'i incelemek kolay değil: Hem yıldızlarla kalabalık hem de yoğun tozla örtülü bir bölgede. Webb'in kızılötesi gözü bu tozun ardına bakarak önceki çalışmalardan çok daha fazla ve çok daha sönük yıldızı kataloglayabildi. Gökbilimciler yıldızların renklerini ve parlaklıklarını ölçerek onları yaş ve kimyasal bileşime göre nüfuslara ayırabiliyor.

Ancak Webb'in görüş alanındaki her yıldız Terzan 5'e ait değil; önde ve arkada galaksinin şişkinliğine ait çok sayıda yıldız var. Burada devreye Hubble'ın uzun ömrü girdi. Ekip, iki teleskobun gözlemleri arasındaki 12 yıllık farkı kullanarak tek tek yıldızların gökyüzündeki küçük kaymalarını, yani öz hareketlerini ölçtü ve hangi yıldızların Terzan 5 ile birlikte hareket ettiğini belirledi.

Dört kuşak, dört yaş

Birleştirilmiş veriler, bilinen iki nüfusa ek olarak iki yeni yıldız kuşağına dair güçlü kanıt sundu. Önceki iki nüfusun yaşları da benzeri görülmemiş bir hassasiyetle yeniden ölçüldü:

• 12,5 milyar yıl: Samanyolu'nun oluştuğu döneme uzanan en yaşlı kuşak
• 4,7 milyar yıl: daha önce bilinen ikinci nüfus
• 3,8 milyar yıl: yeni tespit edilen üçüncü kuşak
• 2,5 milyar yıl: yeni tespit edilen en genç kuşak

Yalnızca iki kuşak bilinirken, Terzan 5'in başka bir küme ya da dev bir moleküler bulutla etkileşerek yeni gaz kazandığı ve ikinci yıldız oluşumunun bu yolla tetiklendiği ihtimali dışlanamıyordu. Dört kuşak ise bu açıklamaları ortadan kaldırıyor. Keck Gözlemevi ve ESO'nun Çok Büyük Teleskobu ile yapılan kimyasal ölçümler de nüfusların birbirinden belirgin biçimde farklı olduğunu doğruluyor. Çalışmanın ortak yazarlarından UCLA'den R. Michael Rich'e göre sistem, süpernovaların ağır elementleri kuşaktan kuşağa nasıl biriktirdiğinin fosil kaydını saklıyor.

Kek hamurundaki topak

Terzan 5'in birden çok kuşak yıldız üretebilmesinin nedeni, ham maddesini elinde tutabilmesi. Güçlü süpernova patlamalarının ürettiği ağır elementler sistemden kaçmadı, bir sonraki kuşağın yapısına katıldı. Galaksinin şişkinliğini oluşturan daha hafif sistemler milyarlarca yıl önce dağılıp birbirine karıştı; Terzan 5 ise kimliğini koruyacak kadar büyük kütleliydi. NASA'nın benzetmesiyle, iyi karıştırılmış bir kek hamurunda kalan bir topak gibi.

Bu nedenle Terzan 5, şişkinliğin yapı taşlarından birinin hayatta kalmış bir parçası, bir "şişkinlik fosili" olarak görülüyor. Bologna Üniversitesi'nden Barbara Lanzoni'ye göre erken evrendeki galaksilerin büyük gaz diskleri parçalanarak yıldız üreten topaklara ayrılmış, bu topaklar merkeze göç edip birleşerek şişkinlikleri oluşturmuş olabilir. Webb, evren yalnızca birkaç yüz milyon yaşındayken bu tür topaklı galaksilerin örneklerini zaten görüntüledi. Terzan 5, aynı sürecin kendi galaksimizdeki doğrudan bir kanıtı olabilir ve galaksilerin merkezlerinin nasıl biçimlendiğine dair modelleri yerel bir örnekle sınamaya olanak tanıyor.