Michelle Starr

DUVAR - Astrofizik alanındaki en büyük arayışlardan biri, bilim insanlarının hiç beklemediği büyüklüğe ve yaşa sahip bir gökcisminin keşfedilmesiyle yeni bir evreye girdi. ‘HD1’ adı verilen 13,5 milyar yaşındaki galaksi, merkezinde Güneş’in kütlesinin 100 milyon katı büyüklüğe sahip süper kütleli bir kara delik barındırıyor. 

HD1, zamanın başlangıcında oluşmuş bir galaksi. Görsel: Harikane ve ekip arkadaşları.

Başlangıç aşamasındaki Evren’de parıldayan kırmızı bir cisim, şu ana dek keşfedilen en uzak galaksi olarak belirlendi.

Gökbilimciler, bu cismin Büyük Patlama’dan yalnızca 330 milyon yıl sonra meydana gelen bir galaksi olduğunu ortaya çıkardılar.

Evren’in genişlemesiyle birlikte galaksinin uzaya yayılan zayıf ışığı, Dünya’ya ulaşmak için 13,5 milyar ışıkyılı uzunluğunda bir yol kat etmek zorunda kaldı.

Keşfi gerçekleştiren araştırmacılar, galaksiyi ‘HD1’ biçiminde adlandırdı ve bu isim gizemli bir şeyi temsil ediyor. Bilim insanları, ister yıldız oluşumlarıyla olumlu yönde devinen bir yıldız oluşum galaksisi, isterse merkezinde devasa, aktif ve süper kütleli bir kara delik bulunan bir kuasar olsun, galaksinin tam olarak ne olduğundan henüz emin değiller.

Şayet ikinci ihtimal geçerliyse, kara deliğin Evren’in ortaya çıkmasından bu kadar kısa bir süre sonra süper kütleli boyuta kadar büyümesi, kara deliklerin oluşum ve evrim modellerine bir meydan okuma anlamına gelir.

BİLİNEN OLUŞUM MODELLERİNE AYKIRI BİR GALAKSİ

Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi’nde görev yapan astrofizikçi Fabio Pacucci, “Bu denli uzak bir kaynağın tabiatıyla ilgili soruları cevaplamak güç olabilir” diyor.

“Bu, bir geminin uyruğunu, gemi karadan uzakta, bir fırtına ve yoğun sisin ortasındayken astığı bayraktan tahmin etmeye benziyor. Bir ihtimal, bayraktaki kimi renkleri ve şekilleri seçebilirsiniz ama her şeyi göremezsiniz. Netice itibariyle, mantıksız senaryoları gözden geçirmek ve hesap dışı bırakmak için oynanan uzun bir oyuna benzer.”

İlkel Evren’de bulunan cisimleri saptamak aşırı derece güç bir iş. Kozmosun tamamındaki en parlak cisimler olan kuasarlar dahi, uzay-zamanın engin boşluğunda en güçlü teleskoplarımızın ışıklarını tespit etmek için çabaladığı noktaya vardığınızda, solgundurlar.

HD1, Evren’in başlangıcında oluşan galaksileri keşfetmek amacıyla sürdürülen bir araştırmanın parçası olarak keşfedildi ve ulaşılan sonuçlar The Astrophysical Journal adlı bilimsel dergide yayınlanmak üzere kabul edilirken arXiv sitesinde de paylaşılan bir makalede ayrıntılı biçimde aktarıldı.

HD1 ve neredeyse aynı mesafede bulunan HD2 adlı ikinci bir galaksi üzerinde yapılan bir inceleme Kraliyet Astronomi Topluluğu’nun Aylık Bildirimler dergisine kabul edilirken aynı zamanda arXiv sitesinde de yayınlandı. 

Araştırmada, Subaru Teleskobu, VISTA Teleskobu, İngiltere Kızılötesi Teleskobu ve Spitzer Uzay Teleskopu olmak üzere dört adet güçlü optik ve kızılötesi teleskop kullanıldı. Hep birlikte, 1.200 saatten fazla gözlem gerçekleştirdiler ve Kozmik Şafağa bakarak ilkel Evren’deki ışığı aradılar.

YEDİ YÜZ BİN GÖKCİSMİ ARASINDAN TESPİT EDİLDİ

Japonya’da bulunan Tokyo Üniversitesi’nden gökbilimci Yuichi Harikane, “Yedi yüz binden fazla nesne arasında HD1’i tespit etmek gerçekten çok zor bir işti” diyor.

“HD1’in sahip olduğu kırmızı renk, 13.5 milyar ışıkyılı mesafede bulunan bir galaksiden beklenen özelliklerle şaşırtıcı derecede doğru biçimde eşleşti ve onu bulduğumda kısmen tüylerim diken diken oldu.”

Kırmızı renk, ‘kırmızıya kayma’ diye bilinir ve bir ışık kaynağı bizden uzaklaştığı zaman ortaya çıkar. Bu, söz konusu kaynaktan yayılan ışığın dalga boyunun elektromanyetik spektrumun daha kırmızı ucuna doğru kaymasına yol açar; bu nedenle, bu olguya ‘kırmızıya kayma’ adı verilir.

Evren genişlediği için, diğer galaksiler kırmızıya kaymış gibi görünür; uzay-zamanda mesafe ne kadar büyük olursa, kırmızıya kayma da o kadar büyük olur. İşte bu etki, gökbilimcilerin ışığın bize ulaşmak için ne kadar yol kat ettiğini hesaplamalarına imkân tanır.

Ne var ki, HD1’den bize ulaşan ışık kafa karıştırıcı. Ultraviyole dalga boylarında aşırı derecede parlak ve bu durum, galakside fazlasıyla enerjik bir sürecin yaşandığını gösteriyor. Araştırmacılar, bu düzeyde ışık üretmek için oluşması gereken yıldız sayısını hesaplayana kadar, başlangıçta bunun normal bir yıldız patlaması faaliyeti olduğunu düşündüler.

Yılda 100’den fazla yıldız olmak üzere, ulaştıkları sayı inanılmaz derecede yüksekti. Bu, ilkel Evren’deki bir galaksiden beklenenden 10 kat daha yüksek bir sayı. Bununla birlikte, şayet doğmakta olan yıldızlar bugün doğmakta olduğuna tanık olduğumuz yıldızlarla aynı değillerse, bu gizem çözülebilir.

BEKLENMEDİK ZAMANDA VE BEKLENMEDİK BÜYÜKLÜKTE OLUŞTU

Pacucci, “Evren’de oluşan ilk yıldız grubu, günümüzdeki yıldızlardan daha büyük, daha parlak ve daha sıcaktı” diyor.

“HD1’de yaratılan yıldızların bu ilk ya da üçüncü nesil yıldızlar olduğunu kabul edersek, sahip oldukları özellikler daha kolay açıklanabilir. Aslında, üçüncü nesil yıldızlar normal yıldızlardan daha fazla ultraviyole [mor ötesi] ışık üretebilir ve bu da HD1’in aşırı düzeydeki ultraviyole parlaklığına bir açıklama getirebilir.

Diğer olasılık, galaksinin bir kuasar olup olmadığıyla ilişkili. Bu terim, “yarı-yıldız radyo kaynakları” teriminin kısaltmasıdır ve kuasarlar, aktif bir galaksi çekirdeğinin inanılmaz derecede parlak bir ürünü olan süper kütleli bir kara deliğin etrafındaki materyali, oluşan ısının Evren’de ışık jetleri üretmesine yol açacak bir hızda yutmasıyla oluşur.

Araştırma ekibi, gözlemlenen ışığın üretilmesi için söz konusu süper kütleli kara deliğin Güneş’in kütlesinin yaklaşık 100 milyon katı büyüklükte olması gerektiğini ortaya çıkardı.

Bu boyut, süper kütleli kara delik büyüme modellerine ciddi biçimde meydan okuyor. Fazlasıyla iri bir cüsseyle ve Evren’de oluşması için çok erken bir dönemde oluştu.

Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi’nde görevli astrofizikçi Avi Loeb, “HD1’de bulunan kara delik, Büyük Patlama’nın birkaç yüz milyon yıl ardından, eşi benzeri görülmemiş bir oranda büyük bir tohumdan gelişmiş olmalı” diyor.

“Bir kez daha, doğa bizden daha yaratıcı gibi görünüyor.”

Araştırma ekibi, ilkel Evren’e bakmak amacıyla en uygun hale getirilmiş bir araç olan James Webb Uzay Teleskobu ile gelecekte yapılacak gözlemlerin, bu esrarengiz şafak ışığının özelliklerini ortaya çıkaracağını umut ediyor.

Araştırma, The Astrophysical Journal  ve Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimler dergilerine kabul edildi. 

Çeviren: Tarkan Tufan

Kaynak: Science Alert