Kütleçekimsel Mercek Etkisiyle Büyük Patlama'dan Sadece 800 Milyon Yıl Sonrasına Yolculuk

Onlarca yıldır gökbilimciler, Hubble gibi güçlü teleskoplar aracılığıyla evrenin ilk yıldız nesillerinin tutuştuğu antik döneme ışık tutmaya çalışıyor. Ancak günümüz kozmosunun yapı taşlarını oluşturan bu ilk küçük galaksiler, en gelişmiş araçlar için bile fazla sönüktü. Şimdi ise James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ve şans faktörü, bilim insanlarına bekledikleri kapıyı açtı.

Kanazawa Üniversitesi'nden gökbilimci Kimihiko Nakajima liderliğindeki ekip, Nature dergisinde yayımlanan yeni bir çalışmada, Büyük Patlama'dan yaklaşık 800 milyon yıl sonrasına ait "LAP1-B" adlı ultra sönük bir galaksiyi gözlemlemeyi başardı. Bu keşif, bugüne kadar tespit edilen kimyasal açıdan en ilkel galaksi olma özelliğini taşıyor.

Dünya'dan 13 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan LAP1-B'yi tespit etmek için JWST'nin altın kaplama berilyum aynaları bile tek başına yeterli değildi. Gökbilimciler, "kütleçekimsel merceklenme" adı verilen doğa olayından yararlandı. MACS J046 adlı devasa bir galaksi kümesi, LAP1-B ile Dünya arasındaki uzay-zamanı bükerek bir büyüteç görevi gördü ve galaksiden gelen ışığı yaklaşık 100 kat artırdı.

Bu devasa parlaklık artışına rağmen LAP1-B o kadar sönüktü ki, ne JWST ne de Hubble galaksinin yıldızlarından gelen sürekli arka plan ışığını (yıldız sürekliliğini) tespit edebildi. Ancak bu durum araştırmacılar için önemli bir ipucu oldu. Teleskopların hassasiyeti ve mesafe hesaplamaları sonucunda, LAP1-B'nin toplam yıldız kütlesinin en fazla 3.300 Güneş kütlesine eşit olduğu hesaplandı. Bu rakam, Samanyolu Galaksisi'nin yaklaşık 100 milyar güneş kütlesiyle kıyaslandığında inanılmaz derecede küçük bir boyut.

JWST aynalarına ulaşan ışığın büyük bir kısmının yıldızlardan değil, parlayan gazlardan geldiği belirlendi. Nakajima ve ekibi, bu gazları inceleyerek LAP1-B'nin, evrenin ilk saf galaksilerine şimdiye kadar gözlemlenmiş en yakın örnek olduğunu fark etti.

Araştırmacılara göre, galaksi içindeki dev yıldızlardan yayılan yüksek enerjili radyasyon, çevredeki yıldızlararası gaz bulutlarına çarparak onların floresan gibi parlamasına neden oluyor. JWST'nin Yakın Kızılötesi Spektrografı'nı kullanan ekip, bu ışığı tayfına ayırarak kimyasal bileşimi analiz etti. Özellikle oksijen miktarını ölçmeye odaklanan analizler, galaksinin evrenin ilk süpernovaları tarafından üretilen elementleri barındıran, son derece ilkel bir yapıya sahip olduğunu ortaya koydu.