ALMA ve VLT Büyük Patlama’dan Sadece 250 Milyon Yıl Sonra Oluşan Yıldızlara Dair Kanıtlar Buldu
Uzak gökada MACS1149-JD1’deki yıldız oluşumunu belirlemek üzere Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi ve ESO’nun Çok Büyük teleskopu (VLT) ile yapılan gözlemleri kullanan gökbilimciler buradaki yıldızların beklenmedik şekilde erken, Büyük Patlamadan sadece 250 milyon yıl sonra oluştuğunu belirledi. Bu keşif ayrıca evrende şimdiye kadar tespit edilen en uzak oksijen varlığını ile ALMA ya da VLT ile şimdiye kadar gözlenmiş olan en uzak gökadayı da temsil ediyor. Sonuçlar Nature dergisinin 17 Mayıs 2018 tarihli sayısında yayınlanacak.
Uluslararası bir gökbilimciler ekibi ALMA’yı kullanarak uzak gökada MACS1149-JD1’i gözledi. Gökada içinde iyonlaşmış oksijenin saldığı oldukça sönük bir ışıma tespit edildi. Bu kırmızı-ötesi ışık uzaydaki seyahati boyunca evrenin genişlemesi sayesinde yeryüzüne ulaşana dek dalga boyu on kez uzayarak ALMA tarafından tespit edilebilir hale geldi. Ekip sinyalin 13.3 milyar yıl önce salındığını ortaya çıkardı (ya da Büyük Patlama’dan 500 milyon yıl sonra), bu da herhangi bir teleskop tarafından şimdiye kadar tespit edilmiş en uzak oksijen tespiti haline geldi [1]. Oksijenin varlığı ise bu gökada içinde önceki nesil yıldızların varlığına işaret eden açık bir sinyal.
“ALMA verilerindeki uzak oksijen sinyalini görünce heyecanlandım,” diyor hem Osaka Sangyo Üniversitesi hem de Japon Ulusal Gökbilim Gözlemevi’nde araştırmacı ve yeni makalenin baş-yazarı Takuta Hashimoto. “Bu keşif gözlenebilir evrennin sınırlarını daha geriye götürüyor.”
ALMA tarafından algınan oksijen ışığına ilave olarak, ESO’nun Çok Büyük teleskopu (VLT) tarafından da zayıf bir hidrojen salınımı tespit edilmiştir. Gökadanın uzaklığı bu gözlem sayesinde belirlenmiş ve oksijen gözleminden elde edilen uzaklık bilgisini doğrulamıştır. Bu MACS1149-JD1’I ALMA ve VLT tarafından şimdiye kadar uzaklığı hassas bir şekilde belirlenmiş en uzak gökada haline getirmektedir.
“Bu gökada, evren sadece 500 milyon yıl yaşındayken görülmüş olmasına rağmen yine de yetişkin yıldızlardan oluşan bir popülasyona sahip,” diye açıklıyor Londra Üniversitesi (UCL)’de araştırmacı Nilocas Laporte ve yeni makalenin ikinci yazarı. “Bu sayede bu gökadayı kullanarak kozmik hikayenin daha erken, tamamen bilinmeyen dönemini araştırabiliyoruz.”
Büyük Patlamadan sonra bir süre evrende oksijen yoktu; ilk yıldızlardaki çekirdek birleşmesi süreciyle oluşturuldu ve bu yıldızlar öldükten sonra uzaya saçıldı. MACS1149-JD1 içindeki oksijen tespiti evrenin başlangıcından sonraki 500 milyon yıl içinde bu ilk nesil yıldızların çoktan oluştuklarını ve oksijen saldıklarına işaret etmektedir.
Peki, bu erken yıldız oluşumu ne zaman başladı? Ekip bunu bulabilmek için NASA/ESA Hubble teleskopu ve NASA Spitzer teleskopu ile kırmızı-ötesi dalga boyunda alınmış olan verilerle MACS1149-JD1’in erken hikayesini yeniden oluşturdu. Gökadanın gözlenen parlaklığının, yıldız oluşumu başlangıcının evrenin başlangıcından sadece 250 milyon yıl sonraya karşılık geldiğini söyleyen bir modelle iyi bir şekilde açıklandığını buldular [2].
MACS1149-JD1 içinde görülen yıldızların yaşı, gökbilimcilerin romantik bir şekilde adlandırdığı “kozmik şafak” dönemindeki tam olarak karanlık dönemde ilk gökadaların ne zaman oluşmaya başladığı sorusunu gündeme getirmektedir. MACS1149-JD1’in yaşı ortaya çıkarılarak gökadaların şu anda doğrudan tespit edebildiğimizden çok daha önce oluştuklarını gösterilmiş oldu.
UCL’de kıdemli gökbilimci ve makalenin eş-yazarı Richard Ellis şu sonuca varıyor: “Kozmik şafağın ne zaman gerçekleştiğini belirleyebilmek evrenbilim ve gökada oluşumunun kutsal kasesi gibidir. MACS1149-JD1’in yeni gözlemleriyle ilk yıldız ışıklarına doğrudan şahit oluyoruz! Hepimiz birer yıldız maddesi olduğumuzdan, bu sanki kendi kökenlerimizi bulmaya benziyor.”
Notlar
[1] ALMA en uzak oksijen tespit rekorunu bir çok kez kırmıştır. 2016’da Osaka Sangyo Üniversitesinden Akio Inoue ve arkadaşları ALMA’yı kullanarak 13.1 milyar yıl önce salınan bir oksijen sinyali buldular. Aylar sonra Londra Üniversitesinden Nicolas Laporte ALMA’yı kullanarak 13.2 milyar yıl öncesinden oksijen tespiti gerçekleştirdi. Şimdi, iki ekip güçlerini birleştirerek bu yeni rekoru kırdılar, ki karşılık geldiği kırmızıya kayma değeri 9.1’dir.
[2] Bunun kırmızıya kayma değeri yaklaşık 15’tir.
ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi, Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin)
müthiş keşif mükemmel görüntü.