Çalışma Evrenin İlk Yıldızlardan Önce Bile Isındığını Ortaya Koyuyor
Uluslararası Radyo Astronomi Araştırma Merkezi’nin (ICRAR) yeni bir araştırmasına göre, Evrenimiz ilk anlarında ‘önceden ısıtılmıştı’ ve bu araştırma, aşırı soğuk bir durumdan ortaya çıktığı varsayımlarını sorguluyor.
Bu keşif, gökbilimcilerin Büyük Patlama’dan yaklaşık bir milyar yıl sonra ilk güneşlerin parlamaya başladığı Yeniden İyonlaşma Dönemi’nden (Reionization Epoch) elde edilmesi zor bir sinyali ararken gerçekleşti.
O dönemde evrenin en azından biraz sıcak olduğunun bulunması, iyonlaşma sürecinin son derece düşük sıcaklık koşullarında gerçekleştiğini öne süren modelleri geçersiz kılıyor.
“Evren evrimleştikçe, galaksiler arasındaki gaz genişler ve soğur, bu yüzden çok çok soğuk olmasını bekleriz,” diyor radyo astronomu ve ICRAR’daki Yeniden İyonlaşma Dönemi projesinin lideri Cathryn Trott.
“Ölçümlerimiz, en azından belirli bir miktarda ısındığını gösteriyor. Çok fazla değil, ama bize çok soğuk yeniden iyonlaşmanın söz konusu olmadığını gösteriyor. Araştırma, bu ısınmanın muhtemelen Evren’e yayılan erken kara deliklerden ve yıldız kalıntılarından gelen X-ışını kaynaklarının enerjisinden kaynaklandığını öne sürüyor.”
MWA görüntülerinin ilerleyişi (üstte), ön plandaki kaynaklardan gelen radyo gürültüsüyle (solda), yerel girişimle (ortada) ve son olarak sessiz, ‘temizlenmiş’ görüntüyle (sağda). (Nunhokee ve diğerleri/ICRAR/Curtin Üniversitesi)
İnsanlığın sözde “Karanlık Çağları”, Evren’in gençliğinde yaşadıklarıyla kıyaslandığında oldukça floresandı. Yıldızlar ve galaksiler oluşmadan önce, hiçbir büyük ışık kaynağı yoktu; sadece etrafta dolaşan ve yüz binlerce yıl boyunca yavaş yavaş birleşen nötr hidrojen moleküllerinden oluşan bulutlar vardı.
Sonunda, gaz cepleri çökerek ilk nesil yıldızlara dönüştü ve bu yıldızlar, günümüzdekilerden daha yoğun bir şekilde yandı. Bu enerji salınımı, kozmik hidrojeni iyonlaştırdı ve bu nedenle bu döneme “Yeniden İyonlaşma Çağı” denir.
Elektronlarından kurtulan uçsuz bucaksız kozmik bulutları oluşturan hidrojen, ışığa karşı şeffaf hale geldi ve artık uzay ve zamanda uzağı görebiliyoruz. Öte yandan, bu aynı zamanda Evren’in bu çağda veya öncesinde nasıl olduğunu görmeyi de zorlaştırıyor.
Gökbilimciler, hidrojen hattı adı verilen bir radyo sinyaline güvenmek zorunda kalıyorlar; bu, görünür ışığın daha kısa dalgalarını dağıtan ve kozmik karanlık çağlar hakkında hayati bilgiler taşıyan madde bulutlarından geçmesi öngörülen 21 santimetre uzunluğunda bir elektromanyetik radyasyon dalgasıdır.
Zayıf, aranan 21 santimetrelik sinyali ortaya çıkarmak için ön plandaki girişimin kaldırılması gerekir (Nunhokee ve diğerleri, ApJ, 2025)
ICRAR ekibi, bu sinyali aramak için Batı Avustralya’daki Murchison Geniş Alan Dizisi (MWA) radyo teleskobunu kullanıyor. Sorun şu ki, Evren radyo sinyali kaynakları açısından son derece yetersiz.
ICRAR’da radyo astronom olan Ridhima Nunhokee, “Bunlar arasında yakındaki yıldız ve galaksilerden gelen emisyonlar, Dünya atmosferinden gelen girişim ve hatta teleskobun kendi ürettiği gürültü yer alıyor. Ancak bu ‘ön plan sinyalleri’ dikkatlice çıkarıldıktan sonra kalan veriler, Reiyonizasyon Çağı’ndan gelen sinyalleri ortaya çıkaracak,” diyor.
“Bu araştırma sayesinde, ön plandaki kirlilikle başa çıkmak ve istemediğimiz sinyalleri çıkarmak için yöntemler geliştirdik, ayrıca teleskobumuzu daha iyi anlayıp temiz bir sinyal elde ettik. Ayrıca, yaklaşık 10 yıllık MWA verilerini bir araya getirerek gökyüzünü daha önce hiç olmadığı kadar uzun süre gözlemleyebildik.”
Mevcut çalışma uzun zamandır aranan hidrojen hattını henüz ortaya çıkarmamış olsa da, yüksek kaliteli veri miktarı ekibi her zamankinden daha yakın hale getirmekle kalmıyor, aynı zamanda bazı yeni bilgi kırıntılarını da ortaya çıkarıyor. Örneğin: erken kozmosun yeniden iyonlaşma gerçekleşmeden önce ‘önceden ısıtıldığının’ ortaya çıkması.
Yakın gelecekte araştırmaya daha fazla radyo teleskopu katıldıkça, hidrojen hattının ortaya çıkması an meselesi olmalı.
Nunhokee, “Sinyal kesinlikle orada gömülü. Verilerimizi geliştiriyor ve ona ulaşmak için daha fazla, daha temiz veri elde ediyoruz,” diyor.
Kaynak: https://www.sciencealert.com
Süperkütleli Kara Delikler İlk Galaksilerden Daha Eski Olabilir mi?