Bundan 3 yıl ilkin James Webb Uzay Teleskobu’nun senelerce ertelenen fırlatmasına şahit olduk. Bu basit bir uydunun roketle fırlatılması benzer biçimde değildi. Onlarca senelik emek ve peşinden gerçekleşen onlarca senelik ertelemelerle beraber, fırlatmadaki ufak bir mesele bile, projede çalışan binlerce insanoğlunun emeklerinin boşa gitmesi anlamına geliyordu.
Her neyse ki herhangi bir sorun yaşanmadı ve JWST (James Webb Uzay Teleskobu) artık insanların uzaya gönderilmiş olduğu en büyük ve en kuvvetli teleskop unvanına haiz.
Ortalama 30 senedir geliştirilen teleskop, bir tek üç senedir çalışmasına karşın, evrene bakış açımızı değiştirdi. Güneş Sistemi’mizi keşfetti, öte gezegenlerin atmosferlerini inceledi ve evrendeki ilk yıldız ve galaksileri görüntülemeyi başardı.
İşte fırlatıldığından bu yana James Webb Uzay Teleskobu’nun ortaya çıkardığı gizemler:
Ürkütücü mavi canavalar
JWST, evrendeki ilk yıldızları ve galaksileri bulmak için bakış açımızı inanılmaz bir halde genişletti. Dünyanın atmosferinden uzak bir konumda, uzayda yer almış olduğu için, kızılötesi ışıkla evrenin derinliklerini incelemek için ideal şartlara haiz.
Şu anda JWST tarafınca tespit edilen en uzak galaksi, evrenin bir tek 300 milyon yaşlarında olduğu bir döneme ilişkin. Daha da şaşırtıcı olan, bu kadar kısa bir süre diliminde bu galaksinin, Güneşimizin hacminin ortalama 400 milyon katı kadar bir kütle oluşturmuş olması.
Bu, evrenin ilk zamanlarında yıldız oluşumunun inanılmaz derecede verimli bulunduğunu gösteriyor. Ve bu yalnızca tek bir galaksiyle sınırı olan değil!
Galaksiler büyüdükçe, yıldızları patlıyor ve toz oluşturuyor. Ne kadar büyük bir galaksi var ise, o denli oldukca toz içeriyor. Bu toz, galaksileri kırmızımsı gösteriyor bundan dolayı mavi ışığı emiyor. Fakat burada işler ilginçleşiyor: JWST, ilk galaksilerin inanılmaz derecede parlak, büyük ve oldukca mavi bulunduğunu, kısaca asla toz emaresi göstermediğini ortaya çıkardı. Bu, bilim insanlarını epey düşündüren bir durum.
İlk galaksilerin acayip doğasını açıklamak için birçok kuram var. Acaba bu galaksiler, devasa yıldızlara mı sahipler ve bu yıldızlar, dev süpernova patlamalarına girmeden bir tek kütle çekimiyle mi çöküyor?
Yoksa o şekilde büyük patlamalar mı yaşanıyor ki, tüm toz galaksiden oldukca uzağa itiliyor ve geriye bir tek mavi, tozsuz bir çekirdek mi kalıyor? Kim bilir bu erken devrin egzotik yıldızlarından gelen yoğun ışınım, tüm tozu yok ediyor – şimdilik kati bir fikrimiz yok.
Erken galaksilerde alışılmadık bir kimya
İlk yıldızlar, yaşamın yapı taşlarını oluşturan ana unsurlardı. Evren, başlangıçta bir tek hidrojen, helyum ve oldukca azca oranda lityum içeriyordu. Kemiklerimizdeki kalsiyumdan soluduğumuz havadaki oksijene kadar tüm öteki elementler, bu yıldızların çekirdeklerinde oluştu.
JWST, erken galaksilerin de sıradışı kimyasal özelliklere haiz bulunduğunu ortaya çıkardı. Bu galaksiler, Güneş’imizde gözlemlediğimizden oldukca daha çok oranda nitrojen içeriyor. Sadece öteki metallerin bir çok daha düşük seviyelerde. Bu durum, erken evrende tam olarak anlamadığımız bazı süreçlerin işlediğini gösteriyor.
JWST’nin bulguları, yıldızların galaksilerin kimyasal evrimini iyi mi yönlendirdiğine dair modellerimizin hâlâ tamamlanmamış bulunduğunu ortaya koyuyor. Doğrusu, varlığımıza neden olan koşulları tam anlamıyla anlamaktan hâlâ uzağız.
Kozmik karanlık çağları sona erdiren ufak şeyler
JWST, galaksilerin en sönük olanlarını bulmak için devasa galaksi kümelerini devasa bir büyüteç benzer biçimde kullanıyor ve derin uzaya bakabiliyor.
Bu sayede, galaksilerin o denli sönük hale geldiği ve artık yıldız oluşturmayı bıraktığı noktayı bulmaya çalışıyoruz. Bu, galaksi oluşumunun hangi koşullarda sona erdiğini anlamamıza destek oluyor.
Hemen hemen JWST bu sınırı tespit edemedi. Sadece beklenenden oldukca daha çok sayıda sönük galaksi keşfetti. Bu galaksiler, beklediğimizden dört kat daha çok enerji yüklü foton (ışık parçacığı) yayıyor.
Bu bulgu, bu ufak galaksilerin, Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonrasında kozmik “karanlık çağları” sona erdirmede eleştiri bir rol oynamış olabileceğini düşündürüyor.
Dikdörtgenler, JWST’nin yakın kızılötesi spektrograf dizisinin açıklıklarını (apertures) vurguluyor. Bu açıklıklar vesilesiyle ışık toplandı ve galaksilerin kimyasal bileşimlerindeki sırları çözmek için çözümleme edildi.
Minik kırmızı noktaların gizemli hikâyesi
JWST’nin ilk görüntüleri, beklenmedik bir halde erken evrenin birçok “ufak kırmızı nokta” ile dolu bulunduğunu ortaya çıkardı. Bu noktalar, deposu bilinmeyen son aşama kompakt ve kırmızı renkli nesnelerdi.
Başlangıçta bunların imkânsız derecede yoğun ve devasa galaksiler olduğu düşünülüyordu. Sadece son bir yılda meydana getirilen detaylı gözlemler, bu nesnelerin hem kafa karıştırıcı hem de tutarsız özelliklere haiz bulunduğunu gösterdi.
Parlak hidrojen gazı, binlerce km/saniye hızla ışık yayıyor. Bu, çoğu zaman bir süper kütleli kara deliklerin çevresinde dönen gazın tipik özelliği. Bu olguya “etken galaktik çekirdek” deniyor ve genel anlamda bir kara deliğin çevresindeki gazı yutarken hızla büyüdüğünü gösteriyor.
Sadece bu kırmızı noktalar, alışılmış etken galaktik çekirdeklerden değişik. Mesela, normalde bu süreçte X-ışınları yaymaları beklenirken hiçbir algılanabilir X-ışını yaymıyorlar. Daha da ilginci, yıldız popülasyonlarına ilişkin özellikler taşıyor benzer biçimde görünüyorlar.
Acaba bu galaksiler hem yıldızlardan hem de etken galaktik çekirdeklerden oluşan karma bir yapıya mı haiz? Yoksa bu, yıldızlar ve süper kütleli kara deliklerin oluşumunda bir ara evre mi? Ne olursa olsun, ufak kırmızı noktalar, galaksilerdeki yıldızlar ve süper kütleli kara deliklerin doğumuna dair bizlere oldukca şey öğretecek benzer biçimde görünüyor.
İmkansız seviyede erken dönem galaksiler
JWST, hareketli ve canlı erken galaksilerin yanı sıra, erken evrende oluşmuş “ölü galaksiler” de keşfetti. Bunlar, kozmik şafakta yoğun yıldız oluşumu dönemlerinden geriye kalan kalıntılar.
Bu ölü galaksiler Hubble ve yer tabanlı teleskoplarla daha ilkin de tespit edilmişti, sadece yalnızca JWST onların ışığını detaylı şekilde inceleyerek ne kadar zamandır “ölü” olduklarını ortaya koyabildi.
JWST, evrenin ilk 700 milyon yılı içinde oluşmuş, Samanyolu kadar ve daha büyük kütleye haiz bazı inanılmaz derecede büyük galaksiler keşfetti. Mevcut galaksi oluşum modellerimiz bu galaksileri açıklamakta yetersiz kalıyor – oldukca büyükler ve oldukca erken oluşmuşlar.
Evrenbilimciler hâlâ modelleri bu verilerle uyumlu hale getirip getiremeyeceğimizi (mesela, bir ihtimal erken yıldız oluşumu inanılmaz derecede verimliydi) ya da karanlık maddenin doğası ve erken çöken yapılar üstündeki görevi hakkında tekrardan düşünmemiz gerekip gerekmediğini tartışıyor.
JWST, gelecek yıl içinde bu türden daha birçok nesneyi keşfedecek ve mevcut olanları daha detaylı şekilde inceleyecek. Hangi yol doğru çıkarsa çıksın, oldukca yakında daha net bir bilgiye ulaşacağız.
Science Alert‘in makalesini Özgür Yıldız Türkçeleştirdi.