Webb'in N159 görüntüsü: yıldız oluşumu bulutsuda doğudan batıya ilerliyor

James Webb Uzay Teleskobu'nun Avrupa ekibi ESA/Webb, 22 Ekim'de yayımladığı “Ayın Görüntüsü” ile Samanyolu'nun uydu gökadalarından Büyük Macellan Bulutu'ndaki N159 yıldız oluşum bölgesini gösterdi. Tam adı LHA 120-N 159 olan bölge bizden yaklaşık 161 bin ışık yılı uzakta. Görüntü yaklaşık 230 ışık yılı genişliğinde bir alanı kapsıyor ve Webb'in Yakın Kızılötesi Kamerası NIRCam ile çekildi.

H II bölgesi nedir, N159 neden önemli?

N159, gökbilimcilerin H II bölgesi dediği türden bir yapı: iyonlaşmış hidrojen gazıyla dolu bir alan. Bu tür yıldız kreşlerinde soğuk hidrojenden oluşan dev molekül bulutları kendi kütleçekimiyle çöker ve yeni yıldızlar doğar. Doğan yıldızların bir kısmı çok kütleli ve sıcaktır; yaydıkları güçlü morötesi ışık çevredeki gazı iyonlaştırır ve bölgeyi parlayan bir salma bulutsusuna çevirir. Bu yüzden H II bölgeleri, etkin yıldız oluşumunun işaretleri sayılıyor.

ESA'nın açıklamasına göre N159'un yaşı üç milyon yıldan az. Bu, onu Büyük Macellan Bulutu'nun en genç yıldız oluşum bölgelerinden biri yapıyor; içinde oluşumun en erken evrelerindeki binlerce yıldız bulunuyor.

Bölgeyi Samanyolu'ndaki benzerlerinden ayıran bir özellik daha var. Büyük Macellan Bulutu'nun metalisitesi, yani gökbilimcilerin “metal” dediği hidrojen ve helyumdan ağır elementlerin oranı, Samanyolu'ndakinden belirgin biçimde düşük. Bu da araştırmacılara, yıldız oluşumunu erken evrendekine daha yakın koşullarda inceleme fırsatı veriyor. Webb daha önce aynı gökadadaki N79 bölgesini ve Tarantula Bulutsusu'nu da görüntülemişti; sitemizde N44 bulutsusunun süperköpüğünü ve Tarantula Bulutsusu'nu da ele almıştık.

Renkler neyi anlatıyor?

Görüntüdeki renkler, NIRCam'in farklı dalga boylarındaki filtrelerine karşılık geliyor. ESA'nın betimlemesine göre:

• Açık turuncu bulutlar, karbon temelli önemli bir molekül ailesi olan polisiklik aromatik hidrokarbonların (PAH) yaydığı ışığı gösteriyor.
• Soluk mavi gaz havuzları, kütleli yıldızların yoğun morötesi ışığıyla iyonlaşmış hidrojen.
• Ortadan geçen koyu kırmızı iplikler, soğuk molekül hidrojeni. Bulutsunun en yoğun kısmı olan bu iplikler, yeni doğan yıldızları sert ışınımdan ve yıldız rüzgârlarından şimdilik koruyor.

Görüntü yakınlaştırıldığında, bu ipliklerin ve mavi kabarcıklara uzanan küçük turuncu gaz sütunlarının içine gömülü yıldızlar ışık noktaları olarak seçiliyor. ESA, bu yapıların zamanla dağılacağını ve geride oluşumunu tamamlamış yıldızlar bırakacağını belirtiyor. Kütleli yıldızların rüzgârları gazda yoğun sırtlar biçimlendirip boşluklar açıyor.

Görüntünün solundaki parlak, küçük leke Papillon Bulutsusu. Kütleli yıldızların oluşumuyla bağlantılı olduğu düşünülen bu sıkışık iyonlaşmış hidrojen kümesi, ilk kez 1999'da Hubble Uzay Teleskobu tarafından ayrıntılı olarak çözümlenmişti. Hubble, 2025'te de bulutun doğu ve batı kesimlerini iki ayrı görüntüyle göstermişti.

Görüntünün arkasındaki çalışma: önce doğu, sonra batı

Görüntüdeki veriler, bu dev bulutsudaki yıldızları farklı evrim aşamalarında karşılaştırmayı amaçlayan 5114 numaralı Webb gözlem programından geliyor. Programın ilk sonuçları, Nolan Habel ve arkadaşlarının arXiv'de paylaştığı makalede yer alıyor.

Makaleye göre ekip, Webb'in 1 ile 4,7 mikron arasındaki on yakın kızılötesi filtresinden gelen verileri birleştirerek 300 binden fazla nokta kaynağın parlaklığını ölçtü. Güneş'in kütlesinin onda birinin altına inen sönük yıldızlar bile saptandı. Renk ve parlaklık diyagramlarıyla genç yıldızlar, anakol yıldızlarından ve daha yaşlı yıldızlardan ayrıldı; yaşı yarım milyon yıldan küçük yıldız toplulukları için de kanıt bulundu.

Genç topluluk içinde ekip, hidrojenin Paschen-alfa ışımasındaki fazlalıktan çevresinden madde toplayan yıldız öncesi cisimleri, güçlü kızılötesi fazlalıktan da genç yıldız cismi adaylarını belirledi. Bu adayların bir alt grubunda su buzunun soğurma izi görülüyor. Adayların konumları toz iplikleri ve molekül gazıyla örtüşüyor; bu da onların hâlâ doğdukları bulutların içine gömülü olduğunu gösteriyor.

Asıl bulgu ise dağılımda. Daha evrimleşmiş yıldız toplulukları bölgenin doğusunda (N159E), daha yeni yıldız oluşumu batısında (N159W) yoğunlaşıyor. ESA'nın özetiyle, batı kesimi molekül bulutunun yıldız oluşturmak üzere çöküşünün daha erken bir aşamasında. Araştırmacılar bunun, yıldız oluşumunun bölge boyunca sırayla ilerlediği “ardışık yıldız oluşumu” senaryosunu desteklediğini yazıyor.

Sınırlar ve sırada ne var

Makalenin dili temkinli: kızılötesi fazlalık gösteren kaynaklar “aday” olarak niteleniyor ve sonuçlar, çalışmanın ilk bulguları olarak sunuluyor. Renk ve parlaklığa dayalı ayrımlar, tek tek cisimlerin niteliğini kesinleştirmek için tek başına yeterli olmayabilir.

Yine de N159, ESA'nın deyişiyle yıldız oluşumunun tüm sırasının aynı anda yaşandığı bir yer. Çöken bir molekül bulutunun evrimini başından sonuna tek bir bölgede izleme olanağı sunması, onu erken evrendeki yıldız doğumunu anlamak için yakın ve elverişli bir laboratuvar yapıyor.