Yıldız doğmadan önceki kayma ilk kez ölçüldü: L1544'te manyetik kilit çözülüyor

Güneş gibi yıldızlar, soğuk ve yoğun gaz-toz yığınlarının kendi kütleçekimiyle çökmesiyle doğar. Bu yığınlara "yıldız öncesi çekirdek" deniyor. Kyushu Üniversitesi ve Almanya'daki Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü'nden araştırmacılar, böyle bir çekirdekte çöküşün önünü açtığı düşünülen ve "ambipolar difüzyon" adı verilen sürecin ilk gözlemsel izini bulduklarını açıkladı. Sonuçlar Temmuz 2026'da Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlandı.

Çalışmanın baş yazarı, Kyushu Üniversitesi İleri Araştırmalar Enstitüsü'nden doçent Doris Arzoumanian. Üniversitenin açıklamasında Arzoumanian, yıldız öncesi çekirdeklerin yoğun ve soğuk olduğunu, karmaşık kimyaya ev sahipliği yaptığını belirterek temel sorunu şöyle özetliyor: Çekirdekleri güçlü manyetik alanlar sarıyor ve alan çok güçlüyse kütleçekimsel çöküşü, dolayısıyla yıldız oluşumunu geciktirebiliyor. Ekip, çekirdeklerin bu manyetik alanı nasıl zayıflattığını araştırdı.

Manyetik alan neden engel?

Yıldız oluşturan moleküler bulutlardaki gaz kısmen iyonlaşmış durumda. Elektrik yüklü parçacıklar, yani iyonlar, manyetik alan çizgilerine sıkıca bağlı; nötr moleküller ise alanı yalnızca iyonlarla çarpışarak dolaylı biçimde hisseder. Manyetik alan, ısıl basınç ve türbülansla birlikte kütleçekimine karşı koyan kuvvetlerden biri. Makaleye göre polarizasyon gözlemlerinden çıkarılan manyetik enerjiler çoğu zaman kütleçekim enerjisiyle karşılaştırılabilir düzeyde; bu yüzden çekirdeğin çökebilmesi için alanın bir biçimde "gevşemesi" gerekiyor.

1950'lerden beri önerilen çözüm ambipolar difüzyon. Çekirdek yoğunlaştıkça dış ışınımdan korunur ve iyonlaşma azalır. Nötr moleküller manyetik alandan kopmaya başlar ve kütleçekimiyle merkeze doğru alan çizgilerinin arasından süzülür; iyonlar ise alana bağlı kalır. Sonuçta nötr gaz iyonlardan biraz daha hızlı içeri akar. Bu sürecin bir çekirdekte doğrudan gözlenmesi bugüne dek mümkün olmamıştı.

İki molekül, iki hız

Ekip, Boğa moleküler bulutunda yer alan ve yıldız öncesi çekirdeklerin örnek modeli sayılan L1544'ü inceledi. Makalede çekirdeğin uzaklığı 170 parsek, yani yaklaşık 550 ışık yılı olarak veriliyor. Gözlemler, İspanya'daki Pico Veleta'da bulunan IRAM 30 metrelik radyo teleskobuyla yapıldı.

Böyle soğuk çekirdeklerde en yaygın kullanılan iz sürücü moleküller toz tanelerinin üzerinde donup görünmez hâle geldiği için ekip yeni bir çift seçti: iyon olarak döteryumlu N2D+ (diazenilyum-d1), nötr molekül olarak da tek döteryumlu amonyağın para biçimi (para-NH2D). İkisi de çekirdeğin içindeki aynı yüksek yoğunluklu bölgeleri izliyor. Araştırmacılar iki molekülün hız haritalarını karşılaştırdı.

Sonuç, çekirdek boyunca ortalama saniyede yaklaşık 0,05 kilometrelik bir hız farkı oldu (standart sapma saniyede 0,02 km). Bu fark küçük görünse de 10 kelvin sıcaklıktaki bir moleküler gazın ısıl hız dağılımı yalnızca saniyede 0,2 km civarında. Ekip, ölçülen farkı toz tanelerinin büyümesini de hesaba katan kuramsal hesaplarla karşılaştırarak bunu ambipolar difüzyonun izi olarak yorumladı. Arzoumanian'a göre süreç ilerledikçe manyetik alan zayıflıyor ve sonunda kütleçekimi baskın kuvvet hâline gelip çekirdeği bir ön yıldıza çökertiyor.

Belirsizlikler ve sıradaki adımlar

Bulgunun sınırları da makalede açıkça yazıyor. Kuram, nötr moleküllerin daha hızlı düşmesi nedeniyle tayf çizgilerinin genişliğinde de fark olmasını bekliyor; ancak ekip anlamlı bir genişlik farkı bulamadı. Yazarlar bunu L1544'teki ses altı hızlardaki yavaş içe akışa ve sistemin bakış doğrultusuna göre eğik durmasına bağlıyor. Ayrıca iki molekülün çekirdeğin biraz farklı bölgelerini izliyor olma olasılığı tümüyle dışlanamıyor.

Çalışma, çekirdek aşamasında toz tanelerinin büyümesinin manyetik alanın ne kadar kolay gevşeyeceğini belirlemede önemli rol oynadığını vurguluyor. Yazarlar, iyon ve nötr moleküllerin hız farkının ileride çekirdeklerdeki üç boyutlu manyetik alan gücünü ve toz tanesi boyut dağılımını ölçmek için yeni bir araç olabileceğini öneriyor.

Ekip, sonucu doğrulamak için farklı evrim aşamalarındaki çok sayıda çekirdeği gözlemeyi ve ALMA ile NOEMA gibi interferometrelerle daha keskin haritalar elde etmeyi planlıyor. Arzoumanian, yıldız oluşumunu anlamanın gezegen sistemlerinde yaşamın kökeni sorusuyla da bağlantılı olduğunu vurguluyor.