25 Eylül 2022, Pazar
15.07.2022 04:31

Evrenin kapıları ardına kadar açıldı

30 yıl çalışıldı, 10 milyar dolar harcandı, gelen ilk fotoğraflar “Hepsine değdi” dedirtti. James Webb Uzay Teleskobu göreve başlar başlamaz evrenin 13.8 milyar yıllık tarihine ışık tuttu

Hubble Uzay Teleskobu’nun görevini bir adım öteye götürmek üzere binbir badire atlatarak uzaya gönderilen James Webb Uzay Teleskobu, bilimsel araştırmalara yönelik fotoğraflarını yayınladığı daha ilk gün astronomide yeni bir çağ başlattı. Bunu bu kadar rahatlıkla söylüyorum; çünkü daha ilk veri setinde gelen fotoğraflarda, bir ötegezegenin atmosferinde su keşfetti, Hubble’ın 10 küsur günde çekebildiği bir derin uzay fotoğrafının onlarca kat yüksek çözünürlüklü versiyonunu sadece 12.5 saatte çekti, bir yıldız doğumevinin bugüne kadar çekilmiş en detaylı fotoğrafını bize verdi, insanların Karadeniz kıyılarımızın genel hatlarına benzettiği Karina Bulutsusu içindeki Kozmik Uçurum’u olağanüstü bir detayda görüntüledi, Stephan Beşlisi olarak bilinen ve 5 galaksinin bir araya gelmesiyle oluşan bir kümeyi daha önce hiç görmediğimiz bir keskinlik ve detayda fotoğraflamayı başardı. Daha ne olsun?

Burası evrende bugüne kadar görebildiğimiz en aktif yıldız doğumevi. Yıldızlar oluştukça, gaz bulutunu yukarıdan aşağıya doğru itiyor 

Tabii ki bu fotoğrafların hepsi aynı gün içinde çekilmedi, haziran ayından beri aralıklarla toplanmakta olan veriler, fotoğrafa çevrilip bir günde yayınlandı; ama yine de bu kadar kısa sürede bu kadar yüksek bir başarı oranıyla bu kadar harikulade işler başarabilmiş olması, önümüzdeki yıllarda James Webb Uzay Teleskobu’nun astronomiyi adeta baştan yaratacağını gösteriyor.

Anlatılacak çok şey var elbette; ancak sadece o çekilen fotoğraflardan birkaç kareyi sizlerle paylaşmak ve bazı detaylar vermek istiyorum. Bilginiz olması açısından, bu fotoğrafların hepsinde James Webb Uzay Teleskobu üzerindeki iki enstrümandan biri veya her ikisi de kullanılıyor: Kendi gözümüzle görebildiğimiz kırmızı renkli dalga boylarına epey yakın olan Yakın Kızılötesi Kamerası (NIRCam) ve ondan biraz daha uzak olan Orta Kızılötesi Enstrümanı (MIRI). Çoğu durumda farklı enstrümanlardan gelen veriler birleştiriliyor ve veride bulunan (ve renk farklarına karşılık gelen) kısımlar, astronomların renk tercihleri doğrultusunda renklendiriliyor. Unutmayın: Bu fotoğrafların büyük bir kısmı kızılötesi dalga boyunda gelen verilerden üretiliyor; dolayısıyla sizi bu fotoğrafların öznelerinin olduğu yere gönderip “Bak!” desek, fotoğraftaki detayları göremeyecektiniz; çünkü uzaydaki nesnelerin çok azı, bizim gözle görebildiğimiz dalga boylarında bulunuyor. Kızılötesi sensörler gibi araçlar, insan gözünün görmek üzere evrimleşmediği dalga boylarını algılayarak, orada bir yerlerde gerçekten neler olduğunu görebilmemizi sağlıyor.

Beşi bir yerde

Bu muhteşem fotoğraf, Stephan Beşlisi olarak da bilinen, resmi adı Hickson Kompakt Grup 92 (HCG 92) olan 5 galaksiye ait. Gerçi bu 5 galaksiden sadece 4 tanesi birbirine yakın (ve bizden 290 milyon ışık yılı uzakta), en soldaki NGC 7320, diğer dördüne kıyasla bize çok daha yakın (bizden sadece 40 milyon ışık yılı uzakta). Yani bu fotoğrafta bir perspektif yanılgısı var denebilir. Tabii Evren’in büyüklüğü yanında, bu 250 milyon ışık yıllık fark pratik olarak bir hiç; dolayısıyla “Beşli” olarak anmakta kozmolojik ölçekte bir sıkıntı yok.

Bu galaksiler milyarlarca yıl içinde birleşecek, tıpkı Samanyolu ile Andromeda’nın başına gelecek olan gibi...

Bu kare, ilk fotoğraflar arasında gökyüzündeki en geniş alanı kaplayan kare: Dolunayın gökte kapladığı alanın beşte biri kadar bir alanı gösteriyor. Bu galaksi fotoğrafının önemiyse, birbiriyle etkileşmekte olan galaksilerin dinamiklerini anlamamıza yardımcı olması ve hem var olan galaksi etkileşim teorilerimizi gözden geçirmemizi hem de yeni teoriler geliştirmemizi sağlaması. Öyle ki bilim insanları bu yapıyı “astronomik laboratuvar” olarak adlandırıyor.

Derin uzay

Bu, James Webb Uzay Teleskobu tarafından çekilen ilk renkli derin uzay fotoğrafı. Oradaki sivri uçlu noktaların çoğu yıldız ama geri kalan spiral ve dairelerin her biri birer galaksi (ve dikkat edin, siyah arka plan içerisinde soluk bir şekilde görünen yüzlerce galaksi var). Onların her birinin içinde on milyarlarca yıldız, o galaksilerin içindeki yıldızların etrafındaysa sayısız gezegen bulunuyor. Bu yıldızların büyük bir kısmı Güneş gibi, potansiyel olarak o gezegenlerin önemli bir bölümü de Dünya gibi...

Sivri uçlular hariç görünenlerin hepsi birer galaksi. Her birinde yaklaşık 200 milyar yıldız ve onların etrafında dönen trilyonlarca gezegen var

Aslında arkadalar, ışık dolanıyor

Fotoğrafın ana öznesi olan ve bizden 4.24 milyar ışık yılı uzaktaki SMACS 0723, ortada daha bulanık olarak gözüken beyaz renkli galaksi kümesi. Etrafında eş merkezli ve incecik halkalar boyunca bazı galaksilerin sündüğü ve esnediği gözüküyor. Bunun sebebi, kütleçekim mercekleme etkisi dediğimiz bir olgu: Aslında o sünmüş galaksilerin çoğu, SMACS 0723’ün arkasında yer alıyor; dolayısıyla normalde onlardan gelen ışığı göremiyoruz (o ışık, SMACS 0723’e takılıyor). Ama SMACS 0723 galaksi kümesinin kütlesi o kadar büyük ki, etrafındaki uzay-zaman dokusunu muazzam bir ölçekte büküyor ve dolayısıyla normalde arkadan gelen ve dört bir yana saçılarak bize asla ulaşamayacak olan ışınlar, bu bükülmüş uzay-zaman dokusundan geçerken yön değiştirerek teleskoplarımıza ulaşabiliyor. Bu bükülmenin karakteristik bir özelliği, cismin gerçek görüntüsünü basıklaştırıp sündürmesi... Ayrıca o galaksilerin bir kısmı, aslında aynı galaksinin ışınlarının birden fazla kez (farklı açılarda) teleskobumuza ulaşmasından kaynaklanıyor; yani aynı galaksinin farklı açılardan çekilmiş birer fotoğrafı gibi…

Bu fotoğrafın önemi, uzay-zaman dokusunun kütleden nasıl etkilendiğini anlamamıza ve Evren’in çok eski zamanlarda neye benzediğine, ne tür süreçlerden geçtiğine dair teorilerimizi gözden geçirmemize katkı sağlıyor olması.

Kozmik uçurum

Bu fotoğrafta James Webb Uzay Teleskobu işi artık iyice şova vurdu desem yeridir. Hubble’ın aynı noktaya yönelik fotoğrafından çok daha fazla detay sunan bu kare, epey hoş bir şekilde Türkiye’nin Sinop’tan Rize’ye kadar olan Karadeniz kıyılarına benzetildi. Açıkçası insanların bu tür fotoğraflarda kendilerinden bir şeyler bulması benim çok hoşuma gidiyor.

Gerçekteyse bu “Kozmik Uçurum” dediğimiz eşsiz bir manzara. Aslında çok daha büyük bir yapının epey ufak bir kısmına bakıyoruz. Bu gaz bulutu, bizden 7 bin 600 ışık yılı uzaktaki NGC 3324’ün içindeki devasa bir gaz boşluğunun kenarı. Aslında fotoğrafın üst kısmına (bu kareye sığmayan alana) doğru yolculuk yapsanız, o boş alanın merkezinde sıcak ve genç yıldızlar bulacaksınız. İşte buradan gelen yoğun morötesi radyasyon ve yıldız rüzgarları, bu karedeki gazları “aşağı” doğru itiyor ve bu tür kavernöz (boşluklu) bir yapı oluşturuyor. Ayrıca radyasyon, fotoğrafta gördüğünüz bulut duvarını da yavaş yavaş aşındırıyor.

Erken yıldız oluşumları

Bu fotoğrafın önemi, yıldız oluşumunun en erken periyotlarına açılan bir pencere olması; çünkü normalde bu oluşum çok hızlı yaşanır (sadece 50 bin - 100 bin yıl içinde) ve bunun detaylarını yakalamak kolay değildir. James Webb Uzay Teleskobu’nun eşsiz duyarlılık seviyesi ve uzaysal çözünürlüğü sayesinde bu detayları ve çok daha fazlasını yakalamak mümkün oluyor. Bu da yıldız oluşum dinamiklerine yönelik teorilerimizi sınamak ve daha önce görmediğimiz detayları keşfetmek için enfes bir fırsat.

Aslında sabahlara kadar devam edebilirim, diğer fotoğrafları da anlatabilirim ama şimdilik burada duralım. Size önerim, bilgisayarınızda ve hatta mümkünse bir televizyon ekranında bu fotoğrafların dev boyuttaki versiyonlarını açmanız ve içine zoom yaparak galaksileri, yıldızları ve diğer astronomik oluşumları inceleyerek, bu Evren’deki yerinizi sorgulamanız. 

Eskiden “Tek sınır gökyüzü" denirdi. Modern bilim ve teknoloji sayesinde artık tek sınır, Gözlenebilir Evren’in sınırları …