JAMES WEBB UZAY TELESKOBU’NUN BİR YILI

Evrene bakış açımızı değiştireceği düşünülen James Webb Uzay Teleskobu bir yıl önce uzaya gönderildi ve Dünya’dan 1.5 milyon kilometre uzaklıktaki yörüngesine ulaştı. Uzaydaki yeni gözümüz şimdiden bildiklerimize meydan okumaya başladı. En şaşırtıcı sonuçlardan biri de galaksilerin sandığımızdan çok daha önce oluştuğunun ortaya çıkması.

Üstteki fotoğraf: James Webb Uzay Teleskobu’nun elde ettiği 4.6 milyar ışık yılı uzaklıktaki SMACS 0723 gökada kümesi görüntüsünde, yüzlerce galaksi net şekilde görülüyor. Şimdiye dek erken evrenin hiç bu kadar yüksek çözünürlüklü bir görüntüsüyle karşılaşmamıştık. 

Her ne kadar 2.5 metre çaplı aynasıyla Hubble Uzay Teleskobu bizleri 1990’dan bu yana evrenin müthiş görüntüleriyle besliyor olsa da, James Webb Uzay Teleskobu (JWST), 6.5 metre çaplı aynasıyla çok daha uzakları, çok daha detaylı görmemizi sağlıyor. Son altı aydır her gün gözlemler yaparak, astronomlara evrenin daha önce hiç görmedikleri görüntülerini gönderiyor. Bu verilerin işlenmesi, analiz edilmesi, makalelerin yazılması derken, keşifler ancak aylar sonra duyurulabiliyor. İşte bu süreci geçen bazı çalışmalar artık yayımlanmaya başladı ve şimdiden evren hakkında bildiklerimizi gözden geçirmemizi sağlayan sonuçlar ortaya çıktı. 

İçinde yüz milyonlardan yüz milyarlara varan sayıda yıldız ve birçok farklı cisim barındıran geniş yıldız topluluklarına “galaksi” diyoruz. İçinde bulunduğumuz Samanyolu galaksisi de evrendeki sıradan galaksilerden biri ve tahminen 400 milyar yıldız barındırıyor. “Sıradan” dedim ama yine de ne çok küçük, ne de çok büyük bir galaksi olduğunu belirtelim. Çünkü içinde sadece birkaç yüz milyon yıldız bulunduran cüce galaksiler de var. Öte yandan, çapı neredeyse Samanyolu’ndan 200 kat daha büyük bir galaksinin varlığını da biliyoruz. Evrende, şimdiki verilere göre, 200 milyar ile 2 trilyon arası galaksi olduğunu tahmin ediyoruz.

Peki, bu devasa yıldız toplulukları nasıl oluştu? Kısaca cevap verelim: Bilmiyoruz! Tabii aslında cevabımız her zaman bu kadar kısa değil, çünkü hem gözlemsel, hem de teorik çalışmalardan bazı tahminlerimiz var. Görünen o ki, şimdi tahminlerimizi “JWST’den önce” ve “JWST’den sonra” diye ayırmamız gerekecek. Çünkü JWST’den önce hem yersel teleskoplarımızla, hem de Hubble Uzay Teleskobu’yla evrenin ilk dönemlerine kadar gidebilen gözlemler yapabilmiştik.

Evren, 13.8 milyar yıl önce oluşmaya başladı. Hubble ile 13 milyar ışık yılı uzaklıktaki galaksilerin keşiflerini yapmıştık. İlk galaksilerin, evrenin oluşumunu izleyen 1 milyar yıl civarından sonra meydana geldiği düşünülüyordu. Galaksilerin oluşması için birbirine zıt ama olası iki teori var. Biri, yukarıdan-aşağı teorisi (top-down theory), diğeri de aşağıdan-yukarı teorisi (bottom-up theory). Daha orijinal isimlerle neden karşımıza çıkmadılar diye sormayın, astronomlar bazen gayet sıkıcı insanlar olabiliyorlar…

JWST NELER KEŞFETTİ?

Yukarıdan-aşağı teorisine göre, evren oluştuktan sonra etrafta gaz kümeleri vardı ve bunlar kütleçekim ile birleşerek içe çöktü ve devasa gaz kütleleri oluşturdu. Bir dev gaz kütlesinin içinde de aslında bugünkü galaksileri oluşturan bebek galaksiler meydana geldi ve buradaki yoğun gaz kümeleri zaman içinde çökerek yıldızları oluşturdu.

Aşağıdan-yukarı teorisine göre ise gaz ve toz kütleleri birleşerek önce küçük küçük galaksileri oluşturdu, daha sonra bu galaksiler birbirleriyle çarpışarak daha büyük galaksileri oluşturdu. Bu tür galaksi çarpışmaları yüz milyonlarca yıl sürebiliyor ama olsun, evrenin zaman sorunu yok. Bugüne kadar birçok çarpışmakta olan galaksi gözlemi yapmış durumundayız. Hatta Samanyolu ile bize en yakın galaksi olan Andromeda, 4 milyar yıl sonra çarpışıp bir dev galaksi oluşturacaklar.

Bizim buradaki amacımız da büyük ve gelişmiş teleskoplar kullanarak, o ilk bebek galaksileri görmeye çalışmak ve böylece nasıl oluştuklarını anlamak. Sonuçta Büyük Patlama’dan bir süre sonra meydana gelmiş olmalılar, o halde en gelişmiş teknolojilerimizle evrenin sonuna doğru bakabilmeliyiz. Daha önce 13 milyar ışık yıl civarı uzaklıklarda birçok galaksi keşfetmiştik ve galaksilerin de ilk bu zamanlarda oluşmaya başlayacağını tahmin ediyorduk. Ancak bu yılın ilk günlerinde yayımlanan bir makale, bu düşüncelerimizi temelden sarstı. 

JWST ile yapılan ilk derin uzay gözlemleri, teleskobun gücünü kamuoyuna kısa zamanda göstermek için hızlı bir analizin ardından bir basın konferansıyla Temmuz 2022’de duyurulmuştu. Bu görüntülerden biri SMACS 0723 adlı kütleçekim merceklenmesi gösteren bir derin uzay gözlemiydi. Burada yüzlerce galaksi gayet net şekilde görülüyordu ancak bunlardan birinin 13.1 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunduğu tespit edildi. Bu ilk veriler tüm dünya basınını kapladı ve 2022’nin en önemli astronomi olayları arasında yer aldı.

GALAKSİLERİN GEÇMİŞİ

JWST’nin en iyi özelliklerinden biri, bu teleskopla yapılan gözlemlerin gözlem tarihinden en fazla bir yıl sonra Dünya’daki bütün astronomlara açılması. Böylece fazlasıyla değerli bu gözlemler kimsenin çekmecesinde karanlıkta kalmayacak ve projenin esas sahibi olan astrofizikçi bu verilerle makale yazmak istemese de birisi bu verileri inceleyebilecek. Ancak ilk basın konferansında kullanılan gözlemlerin farklı bir statüsü vardı. Duyuru yapıldıktan hemen sonra gözlemin ham verileri daha detaylı incelenmesi için astronomlara açıldı. Bir grup astronom bu gözlemler üzerinde kendi analizlerini yaptılar.

Fotoğraf halindeki görüntü her ne kadar oradaki farklı galaksilerin varlığına dair ipucu verse de galaksilerin uzaklığını anlayabilmek için tayf gözlemleri kullanılır. Bütün bu verileri değerlendiren grup, bu tek gözlem içinde bile evren oluştuktan 200 ile 400 milyon yıl sonra oluşmuş 87 tane galaksi adayını ortaya çıkardı. Bu gerçekten inanılmaz bir sonuç. İlk 200 milyon yılda ancak yıldızların oluşabileceğini tahmin ediyorduk, yani galaksiler için çok erkendi. Burada bizleri şaşırtan ise, istisna olamayacak kadar çok sayıda, aşırı erken evrende oluşmuş galaksi adaylarının bulunması. Buradan aslında genel bir trend gözlediğimizi söyleyebiliriz.

Eğer bu galaksiler evrenin tahmin ettiğimizden daha erken dönemlerinde oluştuysa, bu, evrendeki ilk gazların birbirleriyle çok fazla etkileşime geçip birikemeden daha küçük kütlelerle ilk galaksileri oluşturduğu anlamına gelebilir. Belki de bu galaksiler oluştuktan sonra, aşağıdan-yukarı teorisindeki gibi birbirleriyle çarpışarak hızlıca büyük galaksileri oluşturmuştu. Hâlâ çok fazla sorumuz var: Evrenin bu kadar erken döneminde daha yıldızlar yeni oluşmaya başlamışken galaksilerin orada ne işi vardı?

JWST ile zaman içinde yapılan ve yapılacak gözlemlerin bu erken galaksilerin sayısını artıracağını düşünüyorum, böylece galaksilerin nasıl oluştuklarına dair bilgilerimizi de geliştirebiliriz. Bu gözlemler, evrenin oluşumunu ve evrimini çok daha iyi anlamamıza yardım edecek.

DEV TELESKOBUN YAPIMI

İnsanlığın uzaya gönderdiği en gelişmiş uzay teleskobu olan James Webb’in 18 adet altıgen aynadan oluşan ana aynasının toplam çapı 6.5 metreyi buluyor. Bu ayna çapıyla teleskop daha çok ışık topluyor ve derin uzaydan daha net ve keskin görüntüler gönderiyor. Ultra hafif berilyumdan imal edilen aynalar, uzay soğuğuna oldukça dayanıklı. Hayata geçirilmesi yıllar süren proje 10 milyar dolara mal oldu.