Yeni araştırma, yeni doğan yıldızların kütlesinin (sarı, turuncu ve kırmızı daireler, yüksekten düşüğe doğru yıldızları temsil eder) metal bolluklarına ve doğum zamanlarına (içteki daire, doğan anlamına gelir) göre değiştiğini ortaya koyuyor daha erken). Kredi: Wu Kun
Galaksilerin kaderi, çeşitli ve uçsuz bucaksız Evrende yeni bir yıldız popülasyonunun doğuşundaki ilk kütle dağılımı tarafından belirlenir. Bu ilişki İlk Kütle Fonksiyonu (IMF) olarak adlandırılır. Gökbilimciler 50 yılı aşkın bir süredir IMF’nin evrensel bir ilişki olduğuna, yani bunun Evren genelinde tutarlı olduğuna inanıyorlar.
Bununla birlikte, son bulgular, yıldız oluşumunun özellikle şiddetli olduğu bazı galaksilerde IMF’nin Samanyolu’nda yaygın olarak kabul edilen şeklin aynısını almaz. Bu bulguları doğrulamak için gökbilimcilerin Samanyolu içinde daha fazla doğrudan gözlemsel kanıt toplaması gerekiyor.
Şimdi, Geniş Gökyüzü Alanı Çok Nesneli Fiber Spektroskopik Teleskopu (LAMOST, Guo Shou Jing teleskopu olarak da bilinir) temel alınmıştır. Çin Bilimler Akademisi Ulusal Astronomik Gözlemevlerinden (NAOC) Prof. Liu Chao liderliğindeki bir araştırma ekibi, IMF’nin farklı ortamlara göre nasıl değiştiğine dair çok önemli bir doğrudan kanıt buldu.
Çalışma, Yakın zamanda Nature dergisinde yayınlandı.
“IMF, metal elementlerin seviyelerine göre değişir ve Evren tarihinde daha önce doğan yıldızların popülasyonları, daha genç popülasyonlara göre daha az düşük kütleli yıldız içerir” dedi. .D. NAOC’de öğrenci ve çalışmanın ilk yazarı.
Yıldız başlangıç kütle fonksiyonu (IMF), bir popülasyondaki yeni yıldızların başlangıç kütlesinin dağılımını tanımlar. Kredi: NAOC
Belirli bir hacimdeki yıldızları saymak, kütle dağılımı zamanla değişmeyen düşük kütleli (kırmızı cüce) yıldızların IMF’sini ölçmenin doğrudan ve klasik bir yoludur; bu yaklaşım esasen modellerden veya varsayımlardan bağımsızdır.
“IMF’yi türetmek için önceki birçok çalışma yıldız sayımı uygulamış olsa da, iki sorun çözülmedi. Birincisi, önceki çalışmada yalnızca az sayıda yıldız sayılmış olmasıdır. İkincisi, önceki çalışmalar yıldızların metalliğini ölçmedi,” dedi çalışmanın ortak yazarı Prof. Zhang Zhiyu.
LAMOST, kimyasal bileşim, sıcaklık ve parlaklık hakkında bilgiler içeren spektrumlar sağladı. Bu, araştırmacıların yakındaki kırmızı cüce yıldızların metalliğini ölçmesine olanak tanıyor.
Araştırmacılar, hem LAMOST hem de Gaia araştırmasından kataloglarda yaklaşık 93.000 kırmızı cüce yıldız seçerek, yıldızları aşağıdakilere göre gruplandırabildiler: metalikliklerini ölçün ve her gruptaki yıldız kütlesinin dağılımını hesaplayın.
Çalışma, galaksimiz Samanyolu’ndaki düşük kütleli yıldızların değişken bolluğunu ortaya çıkardı ve yıldız oluşumu modelleri için güçlü bir kıyaslama noktası oluşturdu. Bulgular, uzak gökadaların kimyasal zenginleştirme modellerinin sonuçlarını ve gökada kütlesi tahminlerini ve gezegen oluşumunun etkinliğini de etkileyebilir.
“Örneğin, gökadaların toplam yıldız kütlesi genellikle şu şekilde tahmin edilir: IMF’nin değişmez olduğunu varsayarsak, ancak IMF değişkense bu, galaksilerin toplam kütle tahminlerini değiştirebilir ve potansiyel olarak Galaktik astronomi alanını değiştirebilir,” dedi Prof. Liu.
Prof. Almanya Bonn Üniversitesi’nde IMF yetkilisi olan Pavel Kroupa, sonuçlar hakkında şu yorumu yaptı: “Yazarlar, iyi gözlemlenmiş büyük bir yıldız topluluğuna dayanarak, IMF’nin yerel Galaktik disk metalliğe ve yaşa bağlıdır. Bu sonuçlar, yıldız IMF’sinin ne kadar evrensel olduğunu ele almak ve Galaksideki farklı zamanlarda ve farklı koşullar altında oluşan yıldız popülasyonlarındaki olası değişimlerin derinlemesine anlaşılmasını sağlamak açısından son derece önemlidir.”
Referans: ” Yıldızların ilk kütle işlevi metalikliğe ve zamana göre değişir” yazan Jiadong Li, Chao Liu, Zhi-Yu Zhang, Hao Tian, Xiaoting Fu, Jiao Li ve Zhi-Qiang Yan, 18 Ocak 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-05488-1