Kozmik Şafak! Hubble Uzay Teleskobu Evrendeki En Eski Yıldızların Yaşını Belirledi
Bir araştırmaya göre, evrendeki ilk yıldızların ışık yaymaya başladığı an olan kozmik şafak, Büyük Patlama’dan 250 ila 350 milyon yıl sonra meydana geldi.
Big Bang’den 550 milyon yıl sonra gök adalardan alınan Hubble teleskop görüntülerini incelemek, UCL ve Cambridge Üniversitesi uzmanlarının bu gök adalardaki en yaşlı yıldızların yaşını hesaplamasına ve buna karşılık kozmik şafak zamanını tahmin etmesine izin verdi.
Ekip, Kasım ayında fırlatılması planlanan James Webb uzay teleskobunun bu yıldızlardan gelen ilk ışığı gözlemlemek için yeterince hassas olacağını söylüyor. Evrenin karanlık çağlarını arayarak galaktik ışığın ilk anını bulacaklar, ardından hidrojen açısından zengin yıldızlardan gelen anlatısal ışık noktalarını arayacaklar.
Ekip, yıldızların önemli ölçüde daha büyük olacağını, çok daha parlak yanacağını ve modern yıldızlardan çok daha hızlı yanarak bir tür ‘kozmik havai fişek gösterisi’ yaratacağını söyledi.
Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimlerinde yayınlanan çalışma, şu anda bilinen en uzak altı gökadanın çalışmasını içeriyordu. Araştırmacılara göre, bu altı galaksiden Dünya’ya ulaşan ışık, evrenin ömrünün büyük bir kısmını bize ulaştırdı.
Bu galaksilerin uzaklığının, evrenin sadece 550 milyon yaşında olduğu 13 milyar yıldan daha eski bir ‘geriye bakma’ zamanına tekabül ettiğini buldular.
Daha sonra, bu altı galaksideki en yaşlı yıldızların yaşını tahmin etmek için Hubble ve Spitzer uzay teleskoplarından gelen görüntüleri kullanabildiler. Bu da onları gördüğümüz noktada kaç yaşında olduklarını tahmin etmelerine izin verdi.
200 ila 300 milyon yıl önce oluştuklarını buldular yani Büyük Patlama’dan yaklaşık 250 ila 350 milyon yıl sonra; ancak mevcut teleskoplar o kadar ileriyi göremiyor.
Dr Nicolas Laporte şunları söyledi: “Teorisyenler, ilk yıldızlar ve galaksiler oluşmadan önce, evrenin ilk birkaç yüz milyon yıl boyunca karanlık bir yer olduğunu düşünüyorlar. ‘Evrenin ilk kez yıldız ışığıyla yıkandığı ana tanık olmak, astronomide büyük bir arayıştır.’
İlk yıldızların, evrenin tarihine kendinden önceki herhangi bir teleskoptan daha fazla bakma yeteneği nedeniyle ‘kozmik zaman makinesi’ olarak tanımlanan James Webb ile görülebilecek kadar parlak olacağı umulmaktadır.
Ekip, bu kozmik şafağın bugün gördüğümüz galaksilerden ve hatta Hubble ile geriye bakarak görebildiğimiz galaksilerden çok farklı olacağını açıkladı. Dr Laporte şunları söyledi: “İlk galaksiler kendi galaksimiz Samanyolu’ndan 100 kat daha küçüktür, ancak 10 kat daha fazla yıldız üretiyorlar.
Ancak ilk yıldızlar Güneşimizden daha büyük kütleli oldukları için çok daha hızlı patlıyorlar. Başka bir deyişle, ‘Kozmik Şafak’taki bir galaksi, bir düzine yıldızın oluşup patladığı büyük bir Havai Fişek gibidir.’
Profesör Richard Ellis, ilk yıldızların gece gökyüzünde ateş böcekleri gibi görüneceğini söyledi. Spiral kolları ve görkemli galaksi resimlerini görmeyeceğiz, evrenin var olacak küçük ateş böcekleriyle aydınlandığını göreceğiz.
“Yıldız ışığının bu sinyallerinin yıldızların doğuşu olduğunu kanıtlamak için kimyasal elementler arayacağız, çünkü onların helyum ve hidrojenden başka bir şeye sahip olmalarını beklemiyoruz.”
Hubble ile görülebilen en eski gök adalardaki yıldızların yaşını hesaplamak ve buna karşılık Kozmik Şafak’ın ne zaman gerçekleştiğini hesaplamak için, enerji dağılımlarında atmosferlerinde atomik hidrojenin varlığına işaret eden işaretler aradılar.
Atomik hidrojen, protonlara ve elektronlara bölünmemiş hidrojendir. Bu hidrojen imzasının gücü, yıldız popülasyonu yaşlandıkça artar, ancak galaksi bir milyar yıldan daha eski olduğunda azalır.
Yaş bağımlılığı, bu sinyale katkıda bulunan daha büyük kütleli yıldızların nükleer yakıtlarını daha hızlı yakması ve dolayısıyla önce ölmesi nedeniyle ortaya çıkar.
Evrendeki tüm ağır elementler – hidrojen, helyum ve lityum hariç her şey – yıldızlarda sentezlenir ve daha sonra yıldızlar hayatlarının sonunda patladığında evrene ekilir. Bu, insanları oluşturan elementleri içerir: kemiklerimizdeki kalsiyum, kanımızdaki demir.
Profesör Ellis, diğer kimyasalların pahasına hidrojen ve helyumun varlığının, bunların gerçekten ‘kozmik şafakta’ ilk yıldızlar olduklarını belirlemede ‘asit testi’ olduğunu açıkladı. “Ne zaman gerçekleştiğini tam olarak belirlediğimize ve James Webb’in sinyalleri görebileceğine ikna olduk, sonraki adım onları bulmak ve kimyasal sinyallerini gözlemlemek.”
Temelde James Webb’e yıldızları ‘ne zaman arayacağını’ söylüyorlar. Dr Romain Meyer, gök bilimcilerin Samanyolu’ndaki yıldızları tarihlemek için bu yaş göstergesini zaten kullandığını söyledi. “Evrenin çok erken bir döneminde görülen son derece uzak gök adaları tarihlemek için de kullanılabileceğini” sözlerine ekledi.
“Bu göstergeyi kullanarak, bu erken zamanlarda bile galaksilerimizin 200 ila 300 milyon yıl arasında olduğu sonucunu çıkarabiliriz” diye açıkladı.
Hubble ve Spitzer’den gelen verileri analiz ederken, araştırmacıların her galaksinin kozmolojik uzaklığını ve dolayısıyla gözlemlendikleri geriye bakma süresini gösteren “kırmızıya kaymasını” tahmin etmeleri gerekiyordu.
Bunu başarmak için, güçlü yer tabanlı teleskopların eksiksiz cephaneliğini kullanarak spektroskopik ölçümler yaptılar. Şili Atacama Büyük Milimetre Dizisi (ALMA), Avrupa Çok Büyük Teleskopu, Hawaii’deki ikiz Keck teleskopları ve İkizler-Güney teleskopu dahil.
Bu ölçümler, ekibin bu galaksilere bakmanın evrenin 550 milyon yaşında olduğu bir zamana tekabül ettiğini doğrulamasını sağladı.
Kariyeri boyunca her zamankinden daha uzak galaksilerin izini süren Profesör Ellis şunları söyledi: ‘Son on yılda, gök bilimciler gözlemleyebileceğimizin sınırlarını geriye ittiler.’ Onu ‘evrenin şimdiki yaşının sadece %4’ü olduğu bir zamana’ ittiler.
Bununla birlikte, Dünya atmosferinin sınırlı şeffaflığı ve Hubble ve Spitzer Uzay Teleskoplarının yetenekleri nedeniyle sınırımıza ulaştık’ dedi. Şimdi, kozmik şafağa doğrudan tanık olma kabiliyetine sahip olduğuna inandığımız James Webb Uzay Teleskobu’nun fırlatılmasını sabırsızlıkla bekliyoruz.
Evrenin tarihindeki bu önemli anı görme arayışı, onlarca yıldır astronomide kutsal bir kâse olmuştur. Yıldızlarda işlenmiş malzemeden yapıldığımıza göre, bu bir anlamda kendi kökenlerimizi aramamızdır.’
İlk yıldızları görüntülemek, gök bilimcilerin kozmik karanlık çağları (bu ilk tepkimelerin gerçekleşmesinden önceki anları) daha iyi anlamalarını da sağlayacaktır.
Dr Laporte, “Tanım gereği, ‘Kozmik Şafak’, Evrenimizin tarihinde ilk yıldızların ve galaksilerin Evreni ışıkla yıkamaya başladığı dönemdir” dedi. “Bu nedenle, ‘Kozmik Şafak’tan önce Evrende ışık yoktur, bu bizim ‘Karanlık Çağlar’ dediğimiz şeydir ve bir gözlemci olarak görebileceğim hiçbir şey yok.”
Henüz bilinmeyen, yıldızların olmadığı bu kozmik karanlık çağda başka neler olduğuydu. toz ve gazdan mı oluşuyordu, yoksa kara delikler mi vardı? Profesör Ellis, ilk yıldızların ötesinde karanlığı görmeyi beklediğimizi ve herhangi bir kara delik veya başka bir maddenin olup olmadığının daha fazla araştırmaya açık olup olmadığını söyledi.
“Benim deneyimime göre keşif asla durmaz, siz devam edin ve karanlık çağları nasıl keşfedeceğimizi düşünmemiz gerekecek ve bunu yapmak için farklı tesislere ihtiyacımız olacak” dedi. Bulgu , Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri dergisinde yayınlandı.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kozmik Ele Dikkat! Süpernova Kalıntısı Bu Işık İlk Kez Mayalar Dönemi Dünya’ya Geldi
Kozmik Ele Dikkat! Süpernova Kalıntısı Bu Işık İlk Kez Mayalar Dönemi Dünya’ya Geldi
/Kozmik Şafak! Hubble Uzay Teleskobu Evrendeki En Eski Yıldızların Yaşını Belirledi/