Dünya üzerindeki yaşam belki yaklaşık 4 milyar yıl önce, Dünya şimdiki yaşının yalnızca 10’da biri kadarken başladı. Dünya örneği, uygun noktalarda bulunan gezegenler için yaşamın gezegen yeterince soğuduktan hemen sonra ortaya çıkabileceğini gösteriyor. Dünya’da bunun tam olarak nasıl olduğu bilinmiyor. Galaksideki, ya da diğer galaksilerdeki başka yıldızların çevresinde bunun ne sıklıkla gerçekleştiği de bilinmiyor. Gezegenlerin oluşumuyla bu gezegenlerin çevresinde döndükleri genç yıldızlar arasında oldukça karmaşık bir etkileşim var. Genç yıldızlar kararsızdır; şimdi orta yaşlı olan Güneşimizde gözlenen en güçlü güneş patlamalarından defalarca kat daha güçlü enerjik fışkırmalara yatkınlardır. Tahminen Güneşimiz de nispeten haşarı bir çocukluk geçirdi. Genç yıldızların güçlü fışkırmaları, moleküllerden elektronları soyarak ve küçük katı taneler, daha sonra çakıllar, daha sonra kayalar ve en sonda da karasal gezegenler oluşturmak üzere birleşmelerini sağlayarak gezegenlerin oluşmasına yardımcı oluyor olabilir. Güçlü yıldız parlamaları aynı zamanda bir gezegenin oluşmaktaki atmosferini uzaklaştırarak ve gezegenin yüzeyini iyonize edici tehlikeli radyasyonla kavurarak yeni oluşmuş dünyalardaki yaşamın gelişimini de engelleyebilir. Yıldız fışkırmaları güçlü X-ışın radyasyonu yayınladığından genç yıldızların X-ışın incelemeleri, yıldız parlamasının istatistiklerini ve gezegenler ile yaşamın oluşumu üzerindeki etkisini anlamamızı sağlayabilir. Yukarıdaki görsel, galaksinin büyük sayıda yeni yıldız oluşan bir bölgesinin, Lagün Nebulası’nın Chandra X-ışın Gözlemevi görüntüsü. Bilim insanları Lagün Nebulası ve diğer yıldız oluşum bölgelerindeki yıldızların değişen X-ışın emisyonunu inceleyerek, yeni doğmuş yıldızların parlamalarının sıklığını ve gücünü belirleyebilir, böyle parlamaların bu yeni yıldız sistemlerindeki yaşamın başlangıcını nasıl etkiliyor olabileceğini anlayabilirler.

Görsel: X-ışın: NASA/CXC/Penn State/K. Getman, et al.

Galaksi kümeleri, yani ortak kütle çekimleri tarafından bir arada tutulan yüzlerce ila binlerce galaksiden oluşan gruplar, evrendeki en büyük bağlı yapılardır. Evrendeki maddenin nasıl büyüdüğünü ve evrimleştiğini anlamak, büyük oranda kümeler ve galaksilerin evrimleştiği süreci anlamanın temelidir. Galaksi kümeleri gerçekten de muazzam Karanlık Madde yığınlarıdır; üye galaksilerdeki yıldızlar, kümenin toplam kütlesinin yalnızca küçük bir bölümünü meydana getirir. Yıldızlar kümedeki normal maddenin bile çoğunluğunu teşkil etmez; bu normal maddenin, protonlar, elektronlar, nötronlar ve diğer şeylerin büyük bölümü üye galaksiler arasındaki sıcak gazda bulunur ve bu gaz o kadar sıcaktır ki yalnızca X-ışın bandında ışıma yapar. Galaksi kümeleri diğer kümelerle (ya da çok sayıda kümeyle) bile kütle çekim bağları kurup “süperkümeler” oluşturabilir. Bazen bir küme bir diğeriyle çarpışabilir ve (uzayda büyük ve zamanda uzun ölçekte) kozmik havai fişekler üretir. Yukarıdaki görsel, Abell 1775 adı verilen kümenin Chandra X-ışın Gözlemevi’nden bir X-ışın  görüntüsü. Neredeyse bir milyar ışık yılı uzaktaki Abell 1775, gerçekte büyük bir taneye çarpan küçük bir alt kümeden meydana geliyor (en azından bu görüntü alınmadan bir milyar yıl kadar önce olan şey buydu). Görsel, bu devasa çarpışma tarafından karıştırılan ve sallanan sıcak küme içi gazın X-ışınlarını (mavi) gösteriyor.  Özellikle dikkat çekici bir şey, görüntünün merkezi yakınlarında, sola doğru eğilen özgün X-ışın “kuyruğu”. X-ışın görüntüsünün sol üstü yakınındaki keskin kenar, yoğunluk ve sıcaklığın aniden düştüğü bir “soğuk cephe”yi gösteriyor. Bu yapılar, kümelerin nasıl birleştikleri ve süperdev kara deliklerin büyümesini nasıl sağlıyor olabileceklerinin önemli bir kanıtı, ama bu yapıların küçük kümenin büyük olanın içinde sallanıyor ya da içinden geçip gidiyor olduğunun kanıtı olup olmadıkları hala tartışılıyor.

Görsel: NASA/CXC/Leiden Univ./A. Botteon et al.

Samanyolu dağınık bir yer. Herhangi bir yöne baktığınızda, galaksiye bakışınız görüşü örten ve yıldızların görünür renklerini değiştiren karanlık toz bulutları tarafından engelleniyor. Bunun ünlü bir örneği, takımyıldız Orion’daki Atbaşı Nebulası, ışıldayan gazdan parlak bir arka plan karşısında görülen karanlık bir toz bulutu. Toz; demir, silikon, oksijen, karbon ve diğer kompleks elementlerce zengileşmiş gazdan yoğunlaşmış bir katıdır. Ama evinizde bulabileceğiniz tozun aksine, galaksideki toz yaklaşık olarak dumandaki parçacıkların boyutunda olan çok küçük parçacıklardan oluşur. Toz aslında galaksinin hayati bir bileşenidir ve doğanın yıldızlarla gezegenleri oluşturmasında önemli bir rol oynar. Toz kendini asıl olarak arka plandaki ışığı engelleyerek belli ettiğinden, herhangi bir görüş hattında toz bulutlarının mesafesini ya da galaksimizdeki tozun gerçek dağılımını belirlemek zor. Ama toz, arka plandaki ışığı örtmenin yanında aynı zamanda saçar da, bu da tozun nerede saklanıyor olabileceğine dair basit bir geometrik ipucu verir. 2015’te V404 Cygni adı verilen bir çift sistemindeki bir kara delikte güçlü bir patlama gerçekleşti. Kara delik yakındaki bir yoldaş yıldızdan madde çekiyor ve biriktiriyor. Bu birikim işlemi her türden radyasyon üretiyor, ama kararsız ve bu da elektromanyetik spektrum boyunca  ani radyasyon parlamalarına yol açıyor. Patlamaların X-ışınları, uzayda bize doğru ilerlerken, X-ışınların bir kısmını bize doğru saçan toz bulutlarının içinden geçmişler. Bu saçılma işlemi, bir ses yankısının bir vadinin duvarından sekmesine benziyor, ama bu vakada V404 Cygni’deki patlamanın X-ışınları tozdan görüşümüze sekerken X-ışınlarında bir ışık yankısı görüyoruz. Gecikmeli yankılar V404 Cygni etrafındaki halkalar şeklinde görülüyor ve halkaların görünür çapı, toz bulutlarının bize uzaklığına bağlı: yakın toz bulutları, V404 Cyg’e daha yakın uzak toz bulutlarından daha büyük görünen halkalar üretiyor. Chandra X-ışın Gözlemevi’nden bu X-ışın görüntüsü, V404 Cygni’deki patlamanın yankılanan X-ışınlarının halkalarını (güzel bir optik görüntünün üzerine eklenmiş olarak) gösteriyor. V404 Cygni, halkaların tam merkezinde yer alıyor. Geçici patlamaların yankıları, galaksideki tozun yapısını anlamamızı sağlıyor.

Görsel: X-ışın: NASA/CXC/U.Wisc-Madison/S. Heinz et al.; Optik/IR: Pan-STARRS