Yıldızlar ne zaman yükseldi? İlk yıldızlar uyandığında kozmosumuz için büyük bir andı ancak bilim insanları için tarifi zor bir andı.
Ancak yeni araştırmalarda, bir gökbilimciler ekibi şimdiye kadar görülen en eski galaksilerden bazılarını belirledi. Bu galaksilerin çevrelerini aşırı ultraviyole radyasyonla sular altında bıraktığına dair kanıt bulan bilim insanlarına göre, bu nesneler evren sadece 680 milyon yaşındayken zaten tamamen oluşmuştu.
Bu sel, nötr gazın enerjilendirildiği ve iyonlaştığı devasa kabarcıklar oluşturdu ve astronomlara evrenimizdeki büyük bir dönüşüm çağının ilk doğrudan görüntüsünü sunuyor.
Şafaktan önce
Uzun zaman önce, evrende parlayan tek bir yıldız yoktu. Evrenimizin ilk günlerinde her şey oldukça üniformdu: bir yerden bir yere neredeyse aynı ortalama yoğunluk. Gerçekten biraz sıkıcı.
Aynı zamanda iç karartıcı bir şekilde renksizdi, evrenin ilk günlerinden oldukça farklıydı. Hatta daha önce, Büyük Patlama’dan sonraki ilk birkaç yüz bin yıl içinde, evrenimiz o kadar sıcak ve yoğundu ki plazma idi; sürekli sürtünme, atomları kendi bileşen elektronlarına ve çekirdeklerine ayırdı.
Ancak tüm bu kaos, evren 380.000 yaşında olgun bir yaşına döndüğünde sona erdi. İşte o zaman, elektronların çekirdek aileleriyle birleşmesi ve hidrojen ve helyumun ilk atomlarını oluşturması için işler yeterince yayıldı ve sıcaklıklar yeterince düşüktü. Bu olayla, bugün hala bildiğimiz ve sevdiğimiz muazzam miktarda radyasyon yayıldı: kozmik mikrodalga arka planı.
Ancak tüm bu kaos, evren 380.000 yaşında olgun bir yaşına döndüğünde sona erdi. İşte o zaman, elektronların çekirdek aileleriyle birleşmesi ve hidrojen ve helyumun ilk atomlarını oluşturması için işler yeterince yayıldı ve sıcaklıklar yeterince düşüktü. Bu olayla, bugün hala bildiğimiz ve sevdiğimiz muazzam miktarda radyasyon yayıldı: kozmik mikrodalga arka planı.
Milyonlarca yıl boyunca evren bu sessiz nötralite halindeydi. Fakat evren genişledikçe ve soğudukça minik tohumlar oluşmaya başladı; bu gazın eklemeleri rastgele tesadüfen çevrelerinden biraz daha yoğundu. Bu ufak iyileştirme, onlara çevrelerinden üzerlerine malzeme çeken küçük bir kütleçekimsel kenar kazandırdı. Büyüdükleri için, daha fazla kütleçekimsel etkiye sahiplerdi, üzerlerine daha fazla malzeme çekiyorlar vb.
Sessizte, karanlıkta, nötr evrende ilk yıldızlar ve galaksiler, azar azar büyüdüler.
Kozmik şafak uyanıyor
İlk yıldızların ne zaman oluştuğunu tam olarak bilmiyoruz ancak bunu yaptıklarında , büyük ve fantastik bir şekilde yaptıklarını biliyoruz. Çünkü evren artık nötr değil , iyonlaşmış.
Günlük etkileşimde bulunduğunuz materyalin çoğu tam atomdan yapılır; tüm çekirdekler, kimya olarak adlandırdığımız harika, karmaşık dansta birbirleriyle fısıldaşıyor ve birbirleriyle birleşerek, elektronların kabukları ile çevreleniyor.
Ancak bu durum benzersizdir. Şimdiye kadar, evrendeki maddenin büyük çoğunluğu bir plazmadır, uzun, uzun zaman önce elektronlar ve çekirdeklerin ayrı yaşamlarını yaşamakta özgür oldukları durumla aynı. Güneş? Plazma. Diğer yıldızlar? Plazma. Nebula? Plazma. Tüm yıldızlar ve bulutsular arasındaki şeyler? Plazma.
Evrenimiz 380.000 yaşındayken plazmadan nötr bir gaza dönüştü. Bugün, 13 milyar yıldan fazla bir süre sonra, çoğunlukla tekrar plazma. Bir şey olmuş olmalı; bir şey evrendeki bütün atomları parçalamış olmalı. Ve evrenin görebildiğimiz kadarıyla plazma olduğunu gözlemlediğimizi, kozmik sahnede ortaya çıkan ilk yıldızların ve galaksilerin bazılarına baktığımızda, bu “reiyonozasyon” a neden olan şey oldukça erken olmuş olmalıydı.
Gökbilimciler, ilk nesil yıldızlar tarafından pompalanan aşırı ultraviyole radyasyonun (ve süpernova patlamaları olarak ölümlerinin) evrenimizi plazmaya dönüştürdüğünü düşünüyorlar. Ancak, sinir bozucu bir şekilde, tam olarak ne zaman olduğunu bilmiyoruz. En güçlü teleskoplarımız ve en derin anketlerimiz bile, bu evrene kadar geriye bakma yeteneğine sahip değil. Kozmik mikrodalga arka planını açıkça görebiliriz ve evreni bugünkü gibi açıkça görebiliriz, ancak orta bitler şu anda kozmolojik bir gizemdir.
İlk yıldızların ne zaman ortaya çıktığını bilmiyoruz – gökbilimciler “kozmik şafak” adını verdiler – ve bundan sonraki “yeniden iyonlaşma çağının” ne zaman başladığını bilmiyoruz.
Kabarcıklar üfleme
Fakat bu durum değişmeye başlıyor. Evrenimizin büyümesinde ve evriminde bu önemli ergen aşamada bir uğraşmaya çözüm bulmaya çalıştığımız için, çevredeki gaz araştırmaları ile birlikte daha eski ve daha eski galaksiler için av devam ediyor. Son zamanlarda, uluslararası bir araştırmacılar ekibi son derece zayıf, inanılmaz derecede küçük ve akıllara durgunluk veren üç galaksi buldu.
Bu küçücük galaksiler, evrenimiz sadece 680 milyon yaşındayken halihazırda tamamen oluşmuş ve faaliyete geçmiştir. Bu şaşırtıcı değil – daha önce eski olan galaksiler bulduk – ancak bu çalışmada araştırmacılar yeni bir kırışıklık ekledi: Üçlü yakınındaki çevreden yayılan radyasyonu inceleyerek galaksilerin çevrelerindeki iyonize plazmanın baloncuklarını zaten patlatmaya başladıklarını keşfettiler.
Başka bir deyişle, galaksilerden pompalanan radyasyon zaten, bir gencin alnındaki sivilceler gibi, etrafındaki evreni dönüştürmeye başlamıştı. Bu, devam eden yeniden iyonlaşma çağının ilk açık işaretidir. Ve gökbilimciler, evrenin ilk milyarıncı doğum gününe ulaştığında yeniden iyonlaştırmayı bitirdiğini ortaya çıkarırken, kimse bunun erken gerçekleşebileceğinden şüphelenmedi.
Bu galaksiler, kozmik tarihimizin bu dönemini incelemek için özel olarak tasarlanmış olan James Webb Uzay Teleskobu için mükemmel hedefler yapıyor. Sonuç verirse ve daha fazla yeniden iyonlaşma örneği bulunursa, nihayetinde bu dönüştürücü dönemi evrenimizin kadim, şiddetli geçmişinden anlayabiliriz.
Kaynak: https://www.bizsiziz.com/when-did-the-universe-wake-up/
Çeviri: Simge Kara