DÜNYA DIŞI HYPATİA TAŞI

Hypatia taşı, 1996 yılında Mısır çöllerinde bulunmuş olan ve içeriğinde Dünya’ya, Güneş Sistemine, herhangi bir göktaşına veya bilinen hiçbir yere ait olmayan bileşikler taşıyan çakıl taşlarıdır. Bu taşa 4 ile 5’inci yüzyıllarda yaşamış olan bilim insanı Hypatia’nın adı verilmiştir.

Jan Kramers, Georgy Belyanin ve Johannesburg Üniversitesi’nden Hartmut Winkler tarafından yapılan yeni bir araştırma, Hypatia adlı taşın Dünya’da bir “süpernova tip la” patlamasının ilk fiziksel kanıtı olabileceğini gösteriyor. Bu nadir süpernovalar evrendeki en enerjik olaylardan bazılarıdır.

Yeni araştırmada, Dünya’nın, Güneşimizin ve Güneş Sistemi’mizdeki diğer gezegenlerin oluşumunun ilk aşamalarına kadar uzanan bir zaman çizelgesini bir araya getirdiler. Araştırmacılar Hypatia taşında tutarlı 15 element kalıbı buldular.

Hypatia’nın kökeni hakkındaki hipotezler bir yıldızla başlar: Kırmızı dev bir yıldız beyaz bir cüce yıldıza çöktü. Çöküş, bulutsu olarak da adlandırılan devasa bir toz bulutunun içinde gerçekleşecekti. O beyaz cüce kendini ikinci bir yıldızı olan ikili bir sistemde buldu. Beyaz cüce yıldız sonunda diğer yıldızı ‘yedi’. Bir noktada, ‘ aç’ beyaz cüce, toz bulutunun içinde bir süpernova tip Ia olarak patladı. Soğuduktan sonra, süpernova Ia’dan kalan gaz atomları toz bulutunun parçacıklarına yapışmaya başladı.

Kramers, “Bir anlamda, bir süpernova Ia patlamasını ‘eylemde’ yakaladığımızı söyleyebiliriz, çünkü patlamadan kaynaklanan gaz atomları, sonunda Hypatia’nın ana gövdesini oluşturan ve çevreleyen toz bulutuna yakalandı” diyor.

Bu süpernova toz ve gaz atomlarının büyük bir ‘kabarcığı’ asla diğer toz bulutlarıyla etkileşime girmedi. Milyonlarca yıl geçecek ve sonunda kabarcık yavaş yavaş katılaşacaktı. Hypatia’nın ‘ana bedeni’, Güneş Sistemi’nin oluşumunun ilk aşamalarında bir ara katı bir kaya haline gelecekti. Bu süreç muhtemelen Oort bulutunda veya Kuiper kuşağında meydana gelmiştir.

Bir noktada, Hypatia’nın ana kayası Dünya’ya doğru savrulmaya başladı. Dünya atmosferine giriş ısısı, güneybatı Mısır’daki Büyük Kum Denizi’ndeki çarpma basıncıyla birleşince mikro elmaslar yarattı ve ana kayayı paramparça etti. Çölde toplanan Hypatia taşı, orijinal çarpıcının birçok parçasından biri olmalı.

2013 Yılında, argon izotopları üzerine yapılan bir araştırma, kayanın Dünya’da oluşmadığını gösterdi. Parçadaki soy gazların 2015 yılında yapılan bir araştırması, bilinen herhangi bir göktaşı veya kuyruklu yıldız türünden olmayabileceğini göstermiştir.

2018 Yılında UJ ekibi, daha önce Güneş Sistemi’mizdeki herhangi bir nesnede bulunmayan bir mineral olan nikel fosfitin keşfini içeren çeşitli analizler yayınladı.

Bu aşamada Hypatia’nın daha fazla analiz edilmesi zordu. Kramers ve Belyanin’in aradığı iz metaller, sahip oldukları ekipmanla gerçekten ‘ayrıntılı olarak görülemedi’. Küçük numuneyi yok etmeyecek daha güçlü bir alete ihtiyaçları vardı.

2015 Yılında Belyanin, Somerset West’teki iThemba Laboratuarlarında bir proton ışını üzerinde bir dizi analiz yapmıştı. Dr. Georgy Belyanin (Johannesburg Üniversitesi) taşın küçük bir parçasını analiz etmek için 3 milyon Voltluk bir proton ışını kullandı. Belyanin, analiz için küçük örnek üzerinde 17 hedefi dikkatlice seçti. Hepsi, çöldeki etkisinden sonra orijinal kayanın çatlaklarında oluşan dünyevi minerallerden uzak olacak şekilde seçildi.

“Hypatia’da proton mikroprob ile çok daha fazla hassasiyet ve doğrulukla 15 farklı element belirledik. Bu bize ihtiyacımız olan kimyasal ‘bileşenleri’ verdi, böylece tüm verileri analiz etmek için bir sonraki süreci başlatabildik” diyor Belyanin.

Proton ışını analizlerinden elde edilen ilk büyük yeni ipucu, Hypatia taşı hedeflerindeki şaşırtıcı derecede düşük silikon seviyesiydi. Silikon, krom ve manganez ile birlikte, Güneş Sistemi’mizde oluşan bir şey için beklenenden %1’den azdı.

Kramers, ayrıca yüksek demir, yüksek kükürt, yüksek fosfor, yüksek bakır ve yüksek vanadyumun göze çarpan ve anormal olduğunu da ekliyor.

“Güneş sistemindeki ilkel veya evrimleşmiş herhangi bir şeyden tamamen farklı olan tutarlı bir eser element bolluğu bulduk. Asteroit kuşağındaki nesneler ve göktaşları da buna uymuyor. Sonra Güneş Sistemi’nin dışına baktık ” diyor Kramers.

Mısır’daki Hypatia taşının çeşitli analizleri, Dünya’da veya güneş sistemimizin içinde oluşmadığını göstermektedir. Yeni bir çalışma, bir süpernova Ia patlamasından kaynaklanana benzer olağandışı bir kimyasal örüntüyü korumuş olabileceğini gösteriyor.

“Samanyolu galaksisinin kolumuzdaki ortalama yıldızlararası tozdan aldığımız desenin Hypatia’da gördüğümüze uyup uymadığını görmeye baktık. Yine, hiçbir benzerlik yoktu,” diye ekliyor Kramers.

Bu noktada, proton ışını verileri, Hypatia’nın nerede oluşabileceğine dair dört ‘şüpheliyi’ de dışlamıştı.

Hypatia Dünya’da oluşmadı, bilinen herhangi bir kuyruklu yıldız veya göktaşı türünün bir parçası değildi, ortalama iç güneş sistemi tozundan oluşmadı ve ortalama yıldızlararası tozdan da oluşmadı.

Hypatia’daki element konsantrasyonu için mümkün olan en basit açıklama, kırmızı dev bir yıldız olacaktır. Evrende kırmızı dev yıldızlar yaygındır.

Ancak proton ışını verileri de kırmızı dev bir yıldızdan kütle çıkışını dışladı: Hypatia’da çok fazla demir, çok az silikon ve demirden daha ağır ağır elementlerin çok düşük konsantrasyonları vardı.

Göz önünde bulundurulması gereken bir sonraki ‘şüpheli’ bir süpernova tip II idi. Tip II süpernovaları çok fazla demir içerir. Aynı zamanda nispeten yaygın bir süpernova türüdür.

Yine, Hypatia için proton ışını verileri ‘kimya adli tıp’ile gelecek vaat eden bir şüpheliyi dışladı. Bir süpernova tip II, çakıl taşındaki nikel fosfit gibi garip minerallerin kaynağı olarak pek olası değildi. Ayrıca Hypatia’da silikon ve kalsiyuma kıyasla çok fazla demir vardı.

Evrendeki en dramatik patlamalardan birinin tahmin edilen kimyasını yakından incelemenin zamanı gelmişti.

Daha nadir görülen bir süpernova türü de çok fazla demir yapar. Ia tipi süpernovalar, gökada başına yüzyıl başına yalnızca bir veya iki kez meydana gelir. Fakat evrendeki demirin (Fe) çoğunu üretirler. Dünyadaki çeliğin çoğu bir zamanlar Ia süpernovalarının yarattığı demir elementiydi.

Ayrıca, yerleşik bilim, bazı Ia süpernovalarının arkasında çok belirgin ‘adli kimya’ ipuçları bıraktığını söylüyor. Bunun nedeni bazı Ia süpernovalarının kurulum şekli.

İlk olarak, hayatının sonunda kırmızı dev bir yıldız çok yoğun bir beyaz cüce yıldıza çöker. Beyaz cüce yıldızlar genellikle çok uzun süre inanılmaz derecede kararlıdır ve patlaması pek olası değildir. Ancak, bunun istisnaları vardır.

Beyaz bir cüce yıldız, ikili bir sistemdeki başka bir yıldızdan maddeyi ‘çekmeye ‘ başlayabilir. Beyaz cüce yıldızın eşlik eden yıldızını ‘yediği ‘ söylenebilir. Sonunda, beyaz cüce o kadar ağır, sıcak ve dengesiz hale gelir ki, bir süpernova Ia olarak patlar.

Süpernova Ia patlaması sırasındaki nükleer füzyon, kabul edilen bilimsel teorik modellerin öngördüğü gibi oldukça sıra dışı element konsantrasyon kalıpları oluşturmalıdır.

Ayrıca, bir süpernova Ia’da patlayan beyaz cüce yıldız sadece parçalara ayrılmakla kalmaz, kelimenin tam anlamıyla atomlara ayrılır. Süpernova Ia maddesi uzaya gaz atomu olarak iletilir.

Kramers,” Tüm süpernova Ia verileri ve teorik modeller, süpernova II modellerine göre silikon ve kalsiyuma kıyasla çok daha yüksek oranda demir gösteriyor ” diyor.

“Bu bağlamda, Hypatia üzerindeki proton ışını laboratuvar verileri süpernova Ia verilerine ve modellerine uygundur.”

Toplamda, analiz edilen 15 elementten sekizi, demire göre öngörülen oran aralıklarına uygundur. Bunlar silikon, kükürt, kalsiyum, titanyum, vanadyum, krom, manganez, demir ve nikel elementleridir.

Bununla birlikte, Hypatia’da analiz edilen 15 elementin tümü tahminlere uymuyor. 15 elementin altısında oranlar, tip 1A süpernovaları için teorik modellerin öngördüğü aralıklardan 10 ila 100 kat daha yüksekti.Bunlar alüminyum, fosfor, klor, potasyum, bakır ve çinko elementleridir.

“Beyaz bir cüce yıldız ölmekte olan bir kırmızı devden oluştuğundan, Hypatia bu element oranlarını altı element için kırmızı bir dev yıldızdan miras almış olabilir. Bu fenomen diğer araştırmalarda beyaz cüce yıldızlarda gözlenmiştir” diye ekliyor Kramers.

Eğer bu hipotez doğruysa, Hypatia taşı, evrendeki en enerjik olaylardan biri olan bir süpernova tip Ia patlamasının Dünyadaki ilk somut kanıtı olacaktır.

Hypatia taşı, Güneş Sitemi’mizin erken oluşumu sırasında başlayan ve yıllar sonra diğer çakıl taşlarıyla kaplı uzak bir çölde bulunan kozmik bir hikayenin ipucu olacaktır.

DÜNYA DIŞI HYPATİA TAŞI