Ölen bir yıldızın görkemli kalıntıları, gökbilimcilerin gezegenimizin nasıl doğduğuna dair en erken kökenlerini keşfetmek için umut bağladığı bir yol sunuyor. Dünya'dan yaklaşık 3.400 ışık yılı uzaklıkta, Akrep takımyıldızında bulunan Kelebek Nebulası (NGC 6302) içinde, gökbilimciler sıcak gazdan soğurken kristalleşen tozun güçlü kanıtlarını buldular.
Bu keşif, uzaydaki kozmik tozun nasıl oluştuğuna dair uzun süredir devam eden bilimsel tartışmalara ışık tutuyor. Güçlü James Webb Uzay Teleskobu (JWST) sayesinde, hem sakin, uzun ömürlü bölgelerde oluşan soğuk değerli taşları hem de şiddetli, hızlı hareket eden uzay parçalarında meydana gelen canlı tozları tek bir nesne içinde görebildik. Bu bulgu, gezegenlerin temel yapı taşlarının nasıl bir araya geldiğini anlamada büyük bir adım.
Kozmik toz, yıldızlar arasındaki boşlukta sürüklenen tozdur. En çok ölen yıldızların dış katmanlarında oluştuğu düşünülüyor ve yeni oluşan yıldızlara ve etraflarında dönen gezegenlere malzeme sağlıyor. Kelebek Nebulası, tam da böyle bir ölen yıldızın muhteşem bir yansıması. Merkezinde ise artık ölümünü tamamlamış devasa bir yıldızın kalıntısı olan beyaz bir cüce bulunuyor. Bu cüce, ölümünün ve yeniden yapılanmasının kalıntı ısısıyla olağanüstü bir sıcaklıkta parlıyor.
Merkezdeki beyaz cücenin etrafında, kalın bir toz halkası yer alıyor. JWST'nin kızılötesi gücü kullanılarak yapılan incelemeler, bu tozun neyden oluştuğunu ortaya koydu. Tozun çoğu ışık dalga boyunu engellese de, uzun kızılötesi dalga boyları içeri sızabiliyor ve JWST'yi bu gizemli ortamı incelemek için mükemmel bir araç haline getiriyor.
Araştırmacılar, JWST kızılötesi gözlemlerini Atacama Milimetre/altMilimetre Radyo Teleskop Dizisi (ALMA) ile yapılan radyo gözlemleriyle birleştirdiler. Bu gözlemler, Kelebek Nebulası'nın merkezindeki süreçler hakkında yeni ayrıntılar ortaya çıkardı. Toz halkasının, kurum gibi amorf toz taneciklerinin ve güzel, düzenli kristal yapılarının kızılötesi imzalarını taşıdığı tespit edildi. Parlayan ışık, bu taneciklerin mikron ölçeğinde oldukça büyük olduğunu ve zamanla büyüdüğünü gösteriyor.
Tozun bileşimi de oldukça ilgi çekici; forsterit, enstatit ve kuvars gibi silikat minerallerin kristallerini içeriyor. Halkanın dışında ise atomlar ve moleküller arasında belirgin bir geçiş görülüyor. Oluşumu en çok enerji gerektiren iyonlar nebulanın merkezine daha yakınken, daha az enerji gerektiren iyonlar merkezden daha uzakta yoğunlaşıyor.
JWST verilerinde ayrıca, yıldızdan zıt yönlerde akan büyük demir ve nikel jetleri ile oldukça önemli bir konsantrasyonda polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH'lar) da tespit edildi. PAH'lar, uzayda bol miktarda bulunan, karbon atom halkalarından oluşan isli moleküllerdir ve karbon temelli yaşamın kökenine dair teorilerde önemli bir rol oynarlar. Oksijen açısından zengin Kelebek Nebulası'nın merkezinde bu moleküllerin bulunması, yaşamın yapı taşlarının nasıl oluşabileceğine dair yeni ipuçları sunuyor: yıldızdan gelen güçlü rüzgarların etrafındaki malzemeye çarpmasıyla.
JWST gibi araçlar ve Kelebek Nebulası gibi objeler, bilim insanlarına ölen bir yıldızın tozundan hepimizin nasıl ortaya çıktığını anlamak için kritik bilgiler sağlıyor.
