Yangi tadqiqot James Webb Kosmik teleskopi (JWST) tomonidan aniqlangan jozibali hodisalar bo'lgan Kichik Qizil Nuqtalar sirli muammosiga mumkin bo'lgan tushuntirishni taqdim etmoqda. Tadqiqotchilar bu ob'ektlar oddiygina dastlabki koinotda yo'qolmagan, balki Galaktik yo'l bizda uchraydigan kabi zich juftlangan yulduzlar to'plamlari bo'lgan gigant globular to'plamlarga evolyutsiya qilgan deb taxmin qilishmoqda.
Nazariya yer yuzidagi dinozavrlar evolyutsiyasi bilan analogiya yaratadi: ko'pgina dinozavrlarning yo'qolmasdan, hozirgi qushlarga aylanishi kabi, Kichik Qizil Nuqtalar ham yashab qolishi va zamonaviy koinotda mavjud bo'lgan tuzilmalarga aylanishi mumkin.
Kichik Qizil Nuqtalar astronomlar diqqatini 2022-yilda tortdi, chunki James Webb ularni Big Bangdan taxminan 600 million yil o'tgachki bosqichda katta miqdorda aniqlay boshladi. Sir shundaki, bu jismlar koinot ikki milliard yilga yetmasdan yo'qolayotgandek ko'rinadi.
Ularning tabiati haqida bir nechta nazariyalar ilgari surilgan, jumladan ular 'qora tuynuk yulduzlari' bo'lishi mumkinligi, ya'ni keng gaz va chang bulutlari bilan o'ralgan qora tuynuklar. Biroq, joriy tadqiqot boshqa yo'lni ko'rsatmoqda: bu ob'ektlar rivojlanish bosqichidagi gigant globular to'plamlari bo'lishi mumkin, ularning yadrosida supermassiv yulduz mavjud.
Bu turdagi gipotetik yulduz Quyosh massasining mingdan o'n minggacha kattaligida va juda qisqa umrga ega bo'ladi, ammo u teleskop tomonidan kuzatilgan Kichik Qizil Nuqtalar kabi ko'rinish hosil qilishga qodir. Texask universitetining Austin (AQSh) tadqiqot rahbari Jon Chisholm bu ob'ektlar faqat JWST ning hozirgi koinot bilan bog'liq bo'lmagan g'alati yangi aholisi emas, balki dastlabki koinotdan tashqariga davom etishi va ma'lumroq narsaga evolyutsiya qilishi mumkinligini ta'kidladi.
Chisholm qo'shimcha qilib, Kichik Qizil Nuqtalar galaktikalar, qora tuynuklarni o'z ichiga olishi yoki yanada kutilmagan narsani ifodalashi mumkinligini va ularning ishi supermassiv yulduzlar bilan gigant globular to'plamlarning shakllanishi ushbu munozarada hisobga olinishi kerakligini ko'rsatishini aytdi.
Gigant globular to'plamlar odatda yirik galaktikalarda joylashgan va millionlab qadimgi yulduzlarni juda ixcham hududlarda jamlashga qodir. Masalan, Galaktik yo'l kamida 150 ta bunday to'plamga ega. Ular yaxshi o'rganilgan bo'lsa-da, ularning kelib chiqishi ilmiy muhokama mavzusi bo'lib qolmoqda.
Texask universiteti Austindagi Danielle Berg bu to'plamlarni milliardlab yillar davomida evolyutsiya qilganidan keyin astronomlar kuzatishadi, dedi. U bu nuqtada ularning massiv yulduzlari allaqachon o'chganini, gazlari tarqalganini va dinamik jarayonlar ularning massasi va tuzilishini o'zgartirganini, bu esa ularning shakllanishining boshlang'ich sharoitlarini tiklashni qiyinlashtirganini tushuntirdi.
Olimlar gigant globular to'plamlardagi yulduzlar taxminan bir vaqtda, kosmos asosan vodorod, geliy va astronomlar tomonidan metallar deb nomlangan og'ir elementlar kam miqdorda bo'lgan koinotning dastlabki bosqichlarida hosil bo'lganiga ishonadi.
Biroq, bu yulduzlarning ko'pchiligi o'ziga xos kimyoviy tarkibga ega. Ular yuqori darajadagi geliy va azot, natriy va alyuminiy kabi elementlarga ega bo'lsa-da, uglerod, kislorod va magniyning kutilgan darajasidan past darajalarga ega. Jamoa a'zosi Mike Boylan-Kolchin bu kimyoviy imzo yadrodagi ekstremal termal uyg'unlash sharoitlariga ishora qilishini bildirdi.
U bu maxsus naqsh oddiy, hatto massiv yulduzlarning yadrolarida topiladigan temperaturadan ancha yuqori termal uyg'unlashni anglatishini aniqlashtirdi. Supermassiv yulduz aynan shu kimyoviy kombinatsiyani hosil qilishga qodir muhitdir.
Tadqiqotchilar taklif qilgan modelga ko'ra, bu supermassiv yulduzlar birinchi gigant globular to'plamlarning shakllanishi paytida juda yuqori zichlikdagi muhitlarda paydo bo'ladi, bu yerda yulduzlar to'qnashuvi va birlashuvi tez-tez sodir bo'ladi. Ularning ulkan hajmiiga qaramay, ular faqat bir million yil davomida yashaydi, bu Quyoshning 4,6 milliard yillik hayotiga nisbatan juda qisqa muddatdir.
Bu qisqa mavjudligiga qaramay, bu yulduzlar gigant globular to'plamlarda kuzatilayotgan tarkibni asoslash uchun zarur bo'lgan kimyoviy elementlarni ishlab chiqarishga qodir bo'ladi. Supernova portlashlarida o'lganlaridan so'ng, bu elementlar kosmosga ajratiladi va yangi yulduz avlodlarini yaratishda ishlatiladi.
Chisholm bunga Kichik Qizil Nuqtalar yo'qolishini ham tushuntirishi mumkin deb yakunladi. Ularning modelida, ob'ektni Kichik Qizil Nuqtaga o'xshatadigan supermassiv yulduz qisqa muddat yashaydi; uning o'lgandan so'ng, to'plam o'zi milliardlab yillar davomida mavjud bo'lsa ham, ob'ekt Kichik Qizil Nuqtaga o'xshamay qolishi mumkin.
Kimyoviy tahlildan tashqari, jamoa Kichik Qizil Nuqtalarni gigant globular to'plamlarga bog'lovchi boshqa belgilar topdi. Dastlabki koinotdagi bu ob'ektlarning tarqalishi hozirgi gigant globular to'plamlarda kuzatilayotgan tarqalishga mos keladi. Evolyutsiya modellari shuningdek, Kichik Qizil Nuqtalarning taxminiy massalari bugungi kunda mavjud bo'lgan gigant globular to'plamlarning massalariga tabiiy ravishda erishishi mumkinligini ko'rsatadi.
Qo'shimcha muhim omil paydo bo'lish vaqti: Kichik Qizil Nuqtalar Big Bangdan taxminan 600 million yil o'tgach paydo bo'ladi, bu gigant globular to'plamlarning shakllanishining boshlanishi uchun taxminlar bilan to'g'ri keladi. Dalillarga qaramay, tadqiqotchilar bu gipoteza hali yakuniy tasdiqlashga muhtoj ekanligini ogohlantirishadi. Boylan-Kolchin shuni ta'kidladi, Kichik Qizil Nuqtalar gigant globular to'plamlar ekanligi haqida yakuniy dalil bo'lmasa ham, bu g'oya bir nechta hayratlanarli va o'ziga xos kuzatuvlarni tushuntirishi mumkin. Tadqiqot ilmiy arxiv arXiv da dastlabki versiyada mavjud, bu uning natijalari hali tengdoshlar tomonidan ko'rib chiqilmaganligini anglatadi.
James Webb kosmik teleskopi bilan olingan kuzatuvlar birinchi yulduzlar va galaktikalarning qanday paydo bo'lganligi haqida yangi ma'lumotlarni taqdim etdi. Olimlar dastlabki bosqichlarida kosmosda og'ir elementlar bilan boy chang to'planishi qanday boshlanganini tushunish uchun Sextans A kichik galaktikasini o'rgandilar.
Bu tadqiqot hozirgi asboblar bilan eng qadimgi kosmos galaktikalarini chuqur tahlil qilishdagi cheklovlarga sabab bo'ldi. Yechim sifatida jamoa o'z tadqiqotini Yerdan taxminan 4,6 million yorug'lik yili masofadagi tizimga yo'naltirdi, uning kimyoviy tarkibi birinchi galaktikalarning tarkibiga o'xshaydi.
Topilmalar qaysi yulduzlar kosmik chang yaratishda eng katta rol o'ynaganini ko'rsatadi, bu modda keyinchalik yangi yulduzlarning tug'ilishi va galaktik evolyutsiyani rag'batlantirdi. Tadqiqot dushanba kuni, 20-sida The Astrophysical Journal jurnalida e'lon qilindi.
James Webb ning juda uzoq galaktikalarni ushlash qobiliyatiga qaramay, bu ob'ektlarni batafsil tahlil qilish hali ham qiyinchilik hisoblanadi. Bu qiyinchilikni bartaraf etish uchun tadqiqotchilar Sextans A ni o'rganishga qaror qilishdi, bu kichik galaktika kosmosning birinchi milliard yillari davrida mavjud bo'lgan tizimlarga kimyoviy jihatdan o'xshashdir.
Mas'ul guruhning ma'lumotlariga ko'ra, bu muhit birinchi yulduzlar ular orasidagi fazo tarkibini o'zgartirishni boshlaganda sodir bo'lgan hodisalarni o'rganish uchun noyob imkoniyatni taqdim etadi. Milliy astrofizika instituti (INAF)dagi tadqiqot rahbari Claudio Gavetti shuni ta'kidladi,ki, Sextans A kabi yaqin galaktikani o'rganish, uning kimyoviy sharoitlari bilan, birinchi avlod yulduzlarining evolyutsiyasini va ular galaktikalar orasidagi muhitni o'zgartirishdagi rolini tushunish uchun qimmatli imkoniyatdir.
Kosmos tarixi boshida vodorod va geliy ustunlik qilib turardi, og'ir elementlar esa kam edi. Birinchi yulduzlar bu elementlarni o'z yadrolarida hosil qildilar va hayot oxirida supernova sifatida portlaganda bu moddani galaktikalar orasidagi muhitga tarqatishdi. Keyinchalik, bu xomashyo yangi yulduz avlodlariga kiritildi.
Tadqiqotchilar Sextans A ning og'ir elementlar konsentratsiyasi Quyoshda mavjud bo'lganlarning atigi 1% dan 7% ga tengligini qayd etishdi. Bu xususiyat galaktikani yosh kosmos sharoitlarini simulyatsiya qilish uchun tabiiy laboratoriya qilib aylantiradi.
Ishni amalga oshirish uchun jamoa James Webb da mavjud bo'lgan NIRCam va MIRI asboblardan foydalandi. Kuzatuvlar galaktikadagi quyoshlarining qizil gigantlar assintotik cho'qqi bosqichi deb ataladigan bosqichdan o'tishini xaritalash imkonini berdi, bu davr katta yorug'lik oshishi va tuzilish o'zgarishlari bilan tavsiflanadi.
Tahlil natijasida ushbu yulduzlarning taxminan 90% chang bilan o'ralmaganligi aniqlandi. Aksincha, taxminan yigirma tasi kamida shu moddaning zich qatlamlarini namoyon etdi, bu ularning kosmik changning muhim ishlab chiqaruvchilari sifatida ishlaganini bildiradi. Tadqiqot shuni ko'rsatadiki, bu yulduzlar 2 va 3 milliard yil oldin hosil bo'lgan va ularning boshlang'ich massasi Quyosh massasining taxminan yarimiga teng edi.
Mualliflar ushbu ob'ektlarni aniqlash yulduzlar qanday turlari kosmosni yangi yulduzlar va galaktikalar rivojlanishi uchun zarur bo'lgan elementlar bilan boyitishga yordam berganligi haqidagi tushunchani chuqurlashtirishini yakunladilar. Milliy astrofizika instituti (INAF)ning tadqiqotchisi Flavia Dell’Agli ta'kidlaganidek, JWST yangi darajadagi batafsil muhitlarni kuzatish imkonini beradi, uning qiymati nafaqat tasvirlarda, balki yulduz evolyutsiyasini tasdiqlash uchun nazariy modellar bilan taqqoslashda ham namoyon bo'ladi.
Kosmik James Webb teleskopi yordamida o'tkazilgan tadqiqot ilmiy hamjamiyatning diqqatini juda farqli ikki dunyo – Pluton va Titanlarga jalb qildi. Ikkala obyekt ham hali tushuntirilmagan kimyoviy moddalar mavjudligini ko'rsatuvchi bir xil sirli infraqizil signalni namoyish etadi.
Aniqlik farqlarga qaramay – Saturnning oyidir Titan qalin atmosferaga, suyuq metan dengizlariga va organik zarrachalardan iborat dunyolarga ega bo'lsa, kardinal sayyora esa nozik atmosferali juda sovuq muhitni tashkil etsa-da, James Webb kuzatuvlari ikkala jismining ma'lum bir infraqizil diapazonda yorug'likni bir xil singdirishini ko'rsatdi. Bu natija noma'lum bir birikmaning mavjudligiga ishora qiladi.
Pariz observatoriyasining planetologi va tadqiqot rahbari Bruno Bezar vaziyatning «juda sirli ekanligini, biz bu nima ekanligini ayta olmaymiz» deb ta'kidladi. Dastlabki ishora 2022 yilda teleskop tomonidan to'plangan Titan ma'lumotlarini tahlil qilish paytida paydo bo'lgan, bunda tadqiqotchilar yorug'likni singdirish usuli bo'yicha materiallarni aniqlash uchun spektroskopiyadan foydalanishgan. Biroq, aniqlangan naqsh kataloglangan hech bir birikmani mos kelmaydi.
Uskunalardagi xatoliklarni chiqarib tashlash uchun olimlar James Webbga o'rnatilgan NIRSpec va MIRI asboblari orqali olingan ma'lumotlarni solishtirdilar. Ikkala asbob ham bir xil xususiyatni qayd etdi, bu signal o'lchash xatosi emasligini tasdiqladi. Keyin jamoa 2023 yilda olingan Pluton ma'lumotlarini tahlil qildi va shu naqshni yana bir bor aniqladi. Taklif etilgan gipotezalardan biri alkenlar bilan bog'liq – bu kuzatilayotgan infraqizil diapazonda o'xshash xatti-harakatni namoyish etuvchi uglerod vodorodlari oilasi.
Bu birikma azot va metanni o'z ichiga olgan kimyoviy jarayonlar natijasida hosil bo'lishi mumkin deb hisoblanadi. Ultrafiltrlash nurlanish ta'sirida bu elementlar yanada murakkab organik molekulalarni hosil qila oladi, ular keyinchalik sirtga yetib boradi. Ushbu gipotezaning asosiy belgilariga Titan yuzasida signal paydo bo'lishi, kuzatuv chegaralarida uning intensivligining kamayishi, Pluton atmosferasi o'zi bu hodisani tushuntirmasligi va Ganimedda bunday xususiyatning yo'qligi kiradi.
James Webbning yangi kuzatuvlari olimlarga Titan yuzasida ushbu signalning tarqalishini xaritalash va u aniq hududlar, masalan, katta organik dunyolar bilan bog'liqmi yoki yo'qligini aniqlashga yordam beradi. NASA Dragonfly missiyasi ham ushbu tadqiqotga hissa qo'shishi mumkin; 2030-yillarda Titanga yetib borishi rejalashtirilgan bu apparat yuzadagi molekulalarni bevosita tahlil qilishga qodir asboblar bilan jihozlanadi.
Bruno Bezar so'zlariga ko'ra, bu tadqiqot potentsial ravishda Quyosh tizimidagi turli dunyolarda murakkab kimyoviy jarayonlarning rivojlanish mexanizmlarini ochib berishi mumkin.
