Antimadde yıldızlar olası mı?

15 Ekim 2023 - 12:09 - Güncelleme: 15 Ekim 2023 - 12:14

Bu kadar eski bir antiyıldız kalıntısı nasıl günümüze kadar gelmeyi başarabilmiştir?

Evrende kayıp antimaddenin sırrını araştıran bilim insanları antimaddeden oluşmuş yıldızların bir yerlerde gizlenmiş olabileceğini düşünüyorlar.

Bunu düşünmek için iyi nedenleri var.

2018 yılında Uluslararası Uzay İstasyonu'nun dışına monte edilen bir Alfa Manyetik Spektrometre (AMS) cihazı iki antihelyum çekirdeği saptamış ve bu durum büyük bir şaşkınlığa neden olmuştu.

Şaşkınlık yarattı, çünkü bilinen doğal süreçler ile antimadde parçacıklarından bir atom çekirdeği üretilemezdi.

Eğer bu veriler doğruysa, evrende antihelyum çekirdekleri üreten antimaddeden oluşmuş "anti- yıldızlar" olmalıydı.

Ve dahası, evrende kayıp antimaddenin bir bölümünün bu antiyıldızlarda bulunma ihtimali vardı.

Antihelyum gizemi

Hikâye olağanüstü çarpıcı; peki bir antiyıldız varsa onu nasıl bulabiliriz?

Bulduk diyelim, bu yıldızın antimaddeden yapılıp yapılmadığını nasıl ayırt edebiliriz?

Uzaktan bakıldığında bir yıldızın "normal" maddeden mi yoksa "anti"maddeden mi oluştuğunu anlamak oldukça zordur. Bunun nedeni bu yıldızların madde ikizleriyle aynı dalga boylarında ışık üretiyor olmaları ve onlar kadar parlak görünmeleridir.

Bir antimadde yıldızı, bir madde yıldızla neredeyse aynı özelliklere sahiptir. Tek fark normal madde yıldızlar içinde hidrojen çekirdekleri birleşerek bir helyum çekirdeği oluştururken, antiyıldızlar içinde anti-hidrojen çekirdekleri birleşerek anti-helyum çekirdeklerini oluştururlar. Bu sürece füzyon denildiğini biliyoruz ve doğada yalnızca yıldızlarda gerçekleşir.

İşte bu antihelyum çekirdeklerinden birkaç tanesi uzay istasyonuna kadar ulaşmış görünüyor.

Ama sorun şu: Maddenin egemen olduğu bir evrende bu tür bir yıldız nasıl var olabilir ve varlığını nasıl sürdürebilir?

Antiyıldız arayışı

Biliyoruz ki, antimadde ve normal madde ne zaman karşılaşsa, bir enerji patlaması ile yok olurlar.

Öte yandan biliyoruz ki, yıldızlar arası uzay boşluğu gerçekte boş değil, çok az yoğunlukta, metreküp başına birkaç hidrojen atomu gibi madde parçacıkları bulunur.

Uzayın bir yerinde kendine uygun güvenli bir yer bulmuş olan bir antiyıldız, uzayı dolduran bu madde parçacıklarını kendine çekecek ve yıldızın çekim etkisi altında kalan madde parçacıkları, karşıtları ile temas eder etmez geride gama ışınları bırakarak yok olacaklardır.

Bilim insanları belirli bir frekansta ortaya çıkan bu gama ışınlarını izleyerek antiyıldızların varlığını ve doğasını anlayabileceklerini düşünüyorlar.

AMS bulgularından ilham alan bir grup bilim insanı, bu öngörüden hareketle uzaya odaklandılar ve 10 yıllık gama verilerini incelediler.

Kataloglanmış yaklaşık 5800 veri içinden belirli frekansa sahip ancak bilinen bir gama kaynağı ile ilişkilendirilmiş olanları listeden elediler ve ellerinde 14 "antiyıldız" adayı kaldı.

Bu elbette daha yolun başı. Ama hâlâ bu 14 gama ışını kaynağını bir antiyıldıza mı yoksa başka bir gama yayan nesneye mi ait oldukları belirsiz. Bir sonraki adım, bu gama ışınlarının kaynağını teleskoplar aracılığı ile araştırmak ve konumlarını belirlemek olacak.

Antiyıldızların varlığı, eğer varsalar, önemli miktarda antimaddenin evrende bir şekilde var olabilmeyi başardığı anlamına geliyor. Ancak, bu tür yıldızlar bir yerlerde saklanıyor olsalar bile, evrendeki eksik antimaddeyi açıklayacak miktarda olamazlar.

Dolayısıyla antimadde yıldızlar, maddenin evrene neden hakim olduğuna ilişkin bir açıklama getiremez.

Antimadde evren

Kayıp antimaddeyi telafi edecek antiyıldız miktarı, bizim madde evrenimizdeki yıldızlar kadar olmalıdır, deniyor.

Bu çılgın fikir, bizim evrenimiz gibi bir başka evrenin varlığını akla getiriyor: Bu bir "antinadde evren"!

Bazı bilim insanları antimaddeden oluşan evren fikrine destek veriyorlar.

Evrendeki kayıp antimaddenin akıbetini araştıran bilim insanları, madde-antimadde oranında var olan asimetrinin temel bir simetri olan "yük simetrisi" yanı sıra parite ve zamanı da ihlal ettiğini öne sürüyorlar. Bu ihlalin ortadan kalkması ve kozmosu dengelemek için zamanın ters yönde aktığı ve Büyük Patlama'nın aynı zamanda antimaddenin hakim olduğu bir başka evrenin başlangıç noktası olabileceği öngörülüyor.

Antimadde evren, bizim evrenimizin bir ayna görüntüsüdür ve antimadde parçacıklarından oluşmaktadır. Bu modelin evrenin en büyük gizemi olan madde- antimadde asimetrisine yanıt verebileceğini düşünüyorlar.

Ancak bu antievren öngörüsü, bizim sorunumuz olan sinir bozucu AMS kayıtlarına bir yanıt getirmiyor!

Bilim insanlarının antiyıldızların varlığına şüpheyle yaklaşmakla birlikte araştırmaya değer bulmalarının temel nedeni, bu tespitlerin doğrulanması halinde, evrenin evriminin yeniden gözden geçirilmesini gerektirecek kadar önemli olmasıdır.

Eğer antihelyum varlığı doğrulanırsa, bunları üretecek antiyıldızların da olması gerekir.

Antiyıldızlar varsa, bunlar erken evrenin bir kalıntısıdır. Çünkü yeni bir antiyıldız oluşumu için evrende antihidrojen bulutları içeren nebulaların da olması gerek.

O zaman soru şu: bu kadar eski bir antiyıldız kalıntısı nasıl günümüze kadar gelmeyi başarabilmiştir?

Henüz bir yanıtımız yok. Olsa bile, çoğu zaman olduğu gibi her yeni keşif, beraberinde çok daha fazla soruyla bizlere geri dönüyor!

T24 Haftalık Yazarı