Michelle Starr
Astrofizik alanındaki en büyük arayışlardan biri, bilim insanlarının hiç beklemediği büyüklüğe ve yaşa sahip bir gökcisminin keşfedilmesiyle yeni bir evreye girdi. ‘HD1’ ismi verilen 13,5 milyar yaşındaki galaksi, merkezinde Güneş’in kütlesinin 100 milyon katı büyüklüğe sahip muhteşem kütleli bir kara delik barındırıyor.
HD1, vaktin başlangıcında oluşmuş bir galaksi. Görsel: Harikane ve grup arkadaşları.
Başlangıç etabındaki Evren’de parıldayan kırmızı bir cisim, şu ana dek keşfedilen en uzak galaksi olarak belirlendi.
Gökbilimciler, bu cismin Büyük Patlama’dan sadece 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 isimlendirdi ve bu isim gizemli bir şeyi temsil ediyor. Bilim insanları, ister yıldız oluşumlarıyla olumlu istikamette devinen bir yıldız oluşum galaksisi, isterse merkezinde devasa, etkin ve harika kütleli bir kara delik bulunan bir kuasar olsun, galaksinin tam olarak ne olduğundan şimdi emin değiller.
Şayet ikinci ihtimal geçerliyse, kara deliğin Evren’in ortaya çıkmasından bu kadar kısa bir müddet sonra harika kütleli boyuta kadar büyümesi, kara deliklerin oluşum ve evrim modellerine bir meydan okuma manasına gelir.
BİLİNEN OLUŞUM MODELLERİNE TERS BİR GALAKSİ
Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi’nde misyon yapan astrofizikçi Fabio Pacucci, “Bu derece uzak bir kaynağın tabiatıyla ilgili soruları cevaplamak güç olabilir” diyor.
“Bu, bir geminin uyruğunu, gemi karadan uzakta, bir fırtına ve ağır sisin ortasındayken astığı bayraktan iddia etmeye benziyor. Bir ihtimal, bayraktaki kimi renkleri ve formları seçebilirsiniz ancak her şeyi göremezsiniz. Sonuç itibariyle, mantıksız senaryoları gözden geçirmek ve hesap dışı bırakmak için oynanan uzun bir oyuna benzeri.”
İlkel Evren’de bulunan cisimleri saptamak çok 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 gayesiyle sürdürülen bir araştırmanın modülü olarak keşfedildi ve ulaşılan sonuçlar The Astrophysical Journal isimli bilimsel mecmuada yayınlanmak üzere kabul edilirken arXiv sitesinde de paylaşılan bir makalede detaylı biçimde aktarıldı.
HD1 ve neredeyse tıpkı uzaklıkta bulunan HD2 isimli ikinci bir galaksi üzerinde yapılan bir inceleme Kraliyet Astronomi Topluluğu’nun Aylık Bildirimler mecmuasına kabul edilirken tıpkı vakitte 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. Daima birlikte, 1.200 saatten fazla müşahede gerçekleştirdiler ve Kozmik Şafağa bakarak ilkel Evren’deki ışığı aradılar.
YEDİ YÜZ BİN GÖKCİSMİ ORTASINDAN TESPİT EDİLDİ
Japonya’da bulunan Tokyo Üniversitesi’nden gökbilimci Yuichi Harikane, “Yedi yüz binden fazla obje ortasında HD1’i tespit etmek hakikaten çok güç bir işti” diyor.
“HD1’in sahip olduğu kırmızı renk, 13.5 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan bir galaksiden beklenen özelliklerle şaşırtan derecede hakikat biçimde eşleşti ve onu bulduğumda kısmen tüylerim diken diken oldu.”
Kırmızı renk, ‘kırmızıya kayma’ diye bilinir ve bir ışık kaynağı bizden uzaklaştığı vakit ortaya çıkar. Bu, kelam konusu kaynaktan yayılan ışığın dalga uzunluğunun elektromanyetik spektrumun daha kırmızı ucuna gerçek kaymasına yol açar; bu nedenle, bu olguya ‘kırmızıya kayma’ ismi verilir.
Evren genişlediği için, öbür galaksiler kırmızıya kaymış üzere görünür; uzay-zamanda aralık ne kadar büyük olursa, kırmızıya kayma da o kadar büyük olur. İşte bu tesir, gökbilimcilerin ışığın bize ulaşmak için ne kadar yol kat ettiğini hesaplamalarına imkân tanır.
Ne var ki, HD1’den bize ulaşan ışık baş karıştırıcı. Ultraviyole dalga uzunluklarında çok derecede parlak ve bu durum, galakside ziyadesiyle enerjik bir sürecin yaşandığını gösteriyor. Araştırmacılar, bu seviyede ışık üretmek için oluşması gereken yıldız sayısını hesaplayana kadar, başlangıçta bunun olağan 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 şahit olduğumuz yıldızlarla birebir değillerse, bu gizem çözülebilir.
BEKLENMEDİK VAKİTTE VE BEKLENMEDİK BÜYÜKLÜKTE OLUŞTU
Pacucci, “Evren’de oluşan birinci yıldız kümesi, günümüzdeki yıldızlardan daha büyük, daha parlak ve daha sıcaktı” diyor.
“HD1’de yaratılan yıldızların bu birinci ya da üçüncü jenerasyon yıldızlar olduğunu kabul edersek, sahip oldukları özellikler daha kolay açıklanabilir. Aslında, üçüncü jenerasyon yıldızlar olağan yıldızlardan daha fazla ultraviyole [mor ötesi] ışık üretebilir ve bu da HD1’in çok seviyedeki ultraviyole parlaklığına bir açıklama getirebilir.
Diğer mümkünlük, galaksinin bir kuasar olup olmadığıyla bağlı. Bu terim, “yarı-yıldız radyo kaynakları” teriminin kısaltmasıdır ve kuasarlar, etkin bir galaksi çekirdeğinin inanılmaz derecede parlak bir eseri olan muhteşem kütleli bir kara deliğin etrafındaki malzemesi, oluşan ısının Evren’de ışık jetleri üretmesine yol açacak bir süratte yutmasıyla oluşur.
Araştırma takımı, gözlemlenen ışığın üretilmesi için kelam konusu üstün kütleli kara deliğin Güneş’in kütlesinin yaklaşık 100 milyon katı büyüklükte olması gerektiğini ortaya çıkardı.
Bu boyut, muhteşem kütleli kara delik büyüme modellerine önemli biçimde meydan okuyor. Ziyadesiyle iri bir cüsseyle ve Evren’de oluşması için çok erken bir devirde oluştu.
Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi’nde misyonlu astrofizikçi Avi Loeb, “HD1’de bulunan kara delik, Büyük Patlama’nın birkaç yüz milyon yıl akabinde, eşi gibisi görülmemiş bir oranda büyük bir tohumdan gelişmiş olmalı” diyor.
“Bir kere daha, tabiat bizden daha yaratıcı üzere görünüyor.”
Araştırma grubu, ilkel Evren’e bakmak gayesiyle en uygun hale getirilmiş bir araç olan James Webb Uzay Teleskobu ile gelecekte yapılacak müşahedelerin, bu gizemli şafak ışığının özelliklerini ortaya çıkaracağını umut ediyor.
Araştırma, The Astrophysical Journal ve Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimler mecmualarına kabul edildi.
Çeviren: Tarkan Tufan
Kaynak: Science Alert
