Kainat daha az ulduz “körpələri” istehsal edir. Son 4,5 milyard il ərzində yeni ulduzların əmələ gəlmə sürəti əvvəlki səviyyəsinin yarısından da azına düşüb. Lakin ulduzların əmələ gəlməsi üçün ən vacib “yanacaq” növlərindən birinin təchizatı təəccüblü dərəcədə az dəyişib.

Bu tapıntı, Çin Elmlər Akademiyasının (CAS) alimlərinin rəhbərlik etdiyi və Qaranlıq Enerji Spektroskopik Aləti (DESI) layihəsi ilə işləyən beynəlxalq tədqiqat qrupundan gəlir. Tədqiqatçılar Çinin Beş yüz metrlik Apertura Sferik Radio Teleskopundan (FAST) istifadə edərək son 4,5 milyard il ərzində kosmik neytral atom hidrogeninin dəqiq ölçmələrini aparıblar.

Onların nəticələri təəccüblü bir uyğunsuzluq göstərir. Ulduzların əmələ gəlməsi kəskin şəkildə azalıb, qalaktikalardakı mühüm qaz ehtiyatı olan neytral atom hidrogeninin (HI) miqdarı isə yalnız cüzi şəkildə azalıb.

Nəticələr 1 sentyabrda Nature Astronomy jurnalında onlayn dərc edilib.

Kainat Niyə Daha Az Ulduz Yaradır?

Kainatın yaşlandıqca ulduz əmələ gəlməsinin niyə daha az aktivləşdiyini anlamaq, qalaktikaların əmələ gəlməsi və təkamülü ilə bağlı tədqiqatlarda əsas sualdır. Görünən sadə bir izahat, qalaktikaların ulduzların əmələ gəlməsi üçün lazım olan soyuq qazı tədricən istehlak etməsidir.

Lakin, əgər soyuq qaz ehtiyatlarının azalması əsasən səbəb olsaydı, astronomlar ulduz əmələ gəlməsindəki kəskin azalmanın mövcud qazda da oxşar dərəcədə böyük azalma ilə müşayiət olunacağını gözləyərdilər. İndiyə qədər müşahidələr belə kəskin azalma göstərməyib.

HI bu tapmacada mərkəzi rol oynayır. Bu, qalaktikaların içərisindəki mühüm soyuq qaz anbarıdır və daha geniş kosmik qaz tədarükünü nəticədə yeni ulduzların yaranmasına səbəb olan proseslərlə əlaqələndirir. Astronomlar HI-ni əsasən onun olduqca zəif 21 santimetrlik radio emissiya xətti vasitəsilə aşkar edirlər.

Uzaq qalaktikalardan gələn siqnalı aşkar etmək çətindir, çünki tez-tez fon səs-küyü onu boğur.

FAST və DESI Milyonlarla Qalaktikanı Survey edir

İllərdir astronomlar böyük bir müşahidə çətinliyi ilə üzləşirdilər. Çox dərin tədqiqatlar lazımi həssaslığı əldə edə bilsə də, səmanın böyük bölgələrini araşdıra bilmirdi. Bu arada, daha böyük əraziləri əhatə edən tədqiqatlar ümumiyyətlə bu cür zəif radio siqnallarını aşkar etmək üçün lazım olan həssaslığa malik deyildi.

Nəticədə, elm adamları kainatın ümumi HI kütləsinin aşağı və orta qırmızı sürüşmə kainatında necə dəyişdiyini birbaşa və etibarlı şəkildə müəyyən etməkdə çətinlik çəkiblər.

Yeni tədqiqat, FAST-ın müstəsna radio həssaslığını DESI tərəfindən təmin edilən nəhəng optik spektroskopiya məlumatları dəsti ilə birləşdirərək bu problemi həll etdi. Komanda səmanın təxminən üçdə birində yayılmış təxminən 2,5 milyon qalaktikanı araşdırdı.

Tədqiqatçılar, ayrı-ayrılıqda aşkarlanması mümkün olmayan çox zəif radio siqnallarını birləşdirmək üçün HI spektral yığma metodundan istifadə etdilər. Hər qalaktikanın qırmızı sürüşməsinin dəqiq ölçmələrindən istifadə edərək, zəif siqnalları uyğunlaşdırdılar və onları bir-birinə yığdılar. Bu proses orta HI siqnalının fon səs-küyündən çıxmasına imkan verdi.

Bu yanaşma alimlərə misli görünməmiş ölçüdə və olduqca yüksək statistik dəqiqliklə bir nümunə istifadə edərək kosmik neytral hidrogendəki dəyişiklikləri izləməyə imkan verdi.

Ulduzların əmələ gəlməsi hidrogendən daha sürətli düşdü

Nəticələr ulduz əmələ gəlməsinin təkamülü ilə neytral hidrogen tədarükü arasında böyük bir fərq olduğunu ortaya qoydu.

Təxminən 4,5 milyard il əvvəl kosmik ulduz əmələ gəlmə sürəti indikindən təxminən 2,5 dəfə yüksək idi. Lakin eyni dövrdə neytral atom hidrogen sıxlığı indiki səviyyəsindən cəmi 1,4 dəfə yüksək idi.

Başqa sözlə, ulduz əmələ gəlməsi kainatın HI rezervuarının oxşar şəkildə yoxa çıxması olmadan kəskin şəkildə aşağı düşdü. Tapıntılar göstərir ki, sürətlə tükənən neytral hidrogen təkbaşına ulduz əmələ gəlməsinin niyə bu qədər güclü şəkildə azaldığını izah edə bilməz.

Kosmik Sirr Dəyişir

Tədqiqatçıların fikrincə, nəticələr mərkəzi sualı “qazın tükənib-tükənməməsi”ndən “bol neytral hidrogen ehtiyatlarına baxmayaraq ulduzların əmələ gəlməsi niyə getdikcə çətinləşir”ə dəyişir.

Ulduzlar əksər neytral atom hidrogenindən birbaşa əmələ gəlmir. Onlar əsasən daha sıx molekulyar qaz buludlarının içərisində yaranır. Neytral atom hidrogeni kainatın daha böyük qaz təchizatı ilə nəticədə ulduzların əmələ gəlməsinə təkan verə bilən molekulyar hidrogen arasında mühüm aralıq mövqe tutur.

Tədqiqatçılar, daha yeni kainatdakı ən vacib dəyişikliklərin ümumilikdə nə qədər HI-nin mövcudluğu ilə deyil, qazın barion dövründən necə keçdiyi ilə bağlı ola biləcəyini irəli sürürlər.

Kosmik tordan qaz axını zəiflədikcə və qaz sıxlığı azaldıqca, qalaktikalar HI-ni molekulyar hidrogenə çevirməkdə daha az səmərəli ola bilər. Bu ssenaridə, ulduzların yaranmasından birbaşa məsul olan molekulyar qazın tədarükü tədricən azalarkən, ümumi HI rezervuarı nisbətən sabit qala bilər.

Kainatın Ulduz Fabrikləri Niyə Sönür

Buna görə də, nəticələr sadəcə kainatda nə qədər hidrogenin olduğunu müəyyən etməkdən kənara çıxır. Tapıntılar kainatın nəhəng ulduz əmələ gətirən mühərriklərinin niyə tədricən yavaşladığına dair yeni bir vacib ipucu təqdim edir.

Tədqiqatçıların fikrincə, FAST və DESI müşahidələrinin birləşdirilməsi kainatın sonrakı təkamülü zamanı kosmik qaz dövrünü, ulduz əmələ gəlməsində uzunmüddətli azalmanı və qalaktikaları formalaşdıran daha geniş prosesləri öyrənmək üçün yeni bir müşahidə etalonu təmin edir.

Tədqiqata Çin Milli Astronomiya Rəsədxanaları, Şanxay Astronomiya Rəsədxanası və Şanxay Jiao Tong Universitetinin alimləri, DESI-də iştirak edən tədqiqatçılarla birlikdə rəhbərlik ediblər.

Töhfəçilər Asiya, Şimali Amerika və Avropadakı tədqiqat müəssisələrindən gəlmişdilər. Əməkdaşlıq yüksək həssaslıqlı radio müşahidələrinin nəhəng optik spektroskopiya tədqiqatları ilə birləşdirilməsinin elmi potensialını nümayiş etdirir.