Evrenin görüntüleri gittikçe daha yüksek çözünürlüklü hale geliyor. NASA’nın 10 milyar dolarlık James Webb Teleskobu 12 temmuzda dramatik gaz uçurumları arasında parlayan yeni doğan yıldızları ve galaksilerin karmaşık kozmik dansta etkileştiğini içeren 4 yeni bilimsel fotoğraf paylaştı. Webb, kozmosu kızılötesi dalgalarla gözlemliyor ve 6.5 metre genişliğindeki aynası şu ana kadar uzaya gönderilmiş en büyük ayna olma özelliğini taşıyor. Büyük ayna ve kızılötesi belirleme kabiliyetinin birleşimi Webb’e birçok astronomik fenomenin eşi benzeri görülmemiş görüntülerini sağlamakta.
134.6 milyon ışık yılı uzaktaki Pegasus takımyıldızında bulunan, Stephan’ın Beşlisi olarak bilinen 5 galaksiden oluşan gruptaki çarpışmalarla oluşan şok dalgalarını ve yıldızları içeriyor. Webb’in bu galaktik gruptan topladığı fotoğraflar gaz ve toz birleşiminden oluşan milyonlarca genç yıldızın yanı sıra, NGC7318B galaksisinin kümede fırtına gibi ilerlerken bıraktığı kuyrukları gözler önüne seriyor. “galaksilerin evrimleşmesini sürdüren bir etkileşim türünü gösteriyor.” diyor Avrupa Uzay Ajansı’ndan astronom Giovanna Giardino. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezinde Webb’in operasyon proje bilimcilerinden Jane Rigby ise kendisi için Stephan’ın Beşlisi arasında önemli olanın arka planda kaç galaksi olduğunu belirtmekte. Yani astronomlar görselde yalnızca “görünen” ile yetinmiyor.
Webb’in ortaya çıkardığı bir başka kozmik olay 7.595 ışık yılı uzaklıkta bulunan bir yıldız oluşum bölgesi olan Carina Nebulasının yeni bir Webb görüntüsünde ortaya çıkıyor. Nebula’nın merkezinde bulunan büyük, sıcak yıldızlar radyasyonla onu patlatıyor, bu da gazlı boşluk oluşturan, dramatik tepeler ve vadilerle çevrili Kozmik Kayalıklar olarak adlandırılıyor. Webb’in kızılötesi yetenekleri diğer teleskoplar için bu görüntüyü sıklıkla gizleyen tozun içinden geçmesine izin verdi. Gözlemevi ayrıca Nebuladaki yeni doğan yıldızları gösteren ışığın muhteşem iğnelerini de ortaya çıkarmakta. Goddard’da astrofizikçi olan Amber Straughn “Burada çok fazla şey oluyor, bu çok güzel.” diyor.
Yıldız yaşam döngüsünün diğer ucunda, ömrünün sonuna doğru bir Yıldız tarafından fırlatılan, parlayan bir Gaz ve toz kabuğu olan Güney Halka Bulutsusu bulunur. Vela takımyıldızına 2510 ışıkyılı uzaklıkta bulunan bulutsulardan her biri yıldızların ölümlerinin belirli bir bölümlerinde fırlatılan maddelerin halkalarını gösteriyor. “Gezegenimsi bulutsuyu yaratmadan önce yıldızın ne yaptığını görüyorsunuz.” diyor proje bilimcisi Klaus Pontoppidan “Büyüleyici buluyorum çünkü jeolojik katmanlar gibi, yıldızın son anlarının ve geçmişini görebilirsiniz.” Webb’in yüksek çözünürlüğü ana yıldızın yörüngesinde ikinci bir yıldızın ortaya çıkmasını ve bu kabuklardan karışık detaylar almaya izin verdi. Bu yıldızlar birlikte, etraftaki nebulayı parçalı bulutlar arasından parlayan güneş gibi aydınlatır.
Görsel olarak en az çarpıcı fakat belki de bilimsel olarak en zorlayıcı olan keşif, NASA’nın WASP-96b olarak bilinen uzak bir gezegenin atmosferinin paylaştığı resmi kimyasal bir analiz, bir spektrum. Bu gezegen Jüpiter’in kütlesinin yaklaşık yarısı kadardır ancak yıldızının yörüngesini sadece 3.5 günde tamamlıyor, bu da yüzeyinin aşırı derecede sıcak olduğu anlamına gelir. Webb, gezegeni yıldızının önünden geçerken gözlemledi, öyle ki yıldız ışığı gezegenin atmosferinden geçti ve bilim adamlarının onu kimyasal olarak analiz etmelerini sağladı. WASP-96b’nin atmosferinde suyun parmak izini tespit ettiler ve bu, gezegenin gerçekten buharlı bir yer olduğunu gösterdi. Avrupa Uzay Ajansı’nın Webb proje bilimcisi Christopher Evans, spektrumun “olağanüstü” olduğunu söylüyor. “İnsanlar yıllardır yerden [spektroskopi] yapmaya çalışıyorlar… Şimdi aynı yeteneklere uzayda sahibiz ve bu yalnızca ilk adım.”
Bu, Webb’in toplayacağı birçok ötegezegen tayfının ilki – Güneş Sistemi’nin ötesinde herhangi bir gezegen bilinmeden önce, teleskop hayal edilirken bile var olmayan bir araştırma alanında. Yine de ötegezegenler artık Webb’in en önemli keşif alanları arasında yer almayı vaat ediyor. Gezegensel cisimlerden gelen spektrum çalışmaları, diğer dünyaların ne kadar yaşam dostu olabileceğini ortaya çıkarabilir. “İnsanlar başka bir Dünya’yı ne zaman göreceğimizi bilmek istiyor ve Webb’i ‘bir şeyler’ görmek için kullanabiliriz” diyor Webb’in Goddard’daki kıdemli proje bilimcisi John Mather.
Webb, NASA, Avrupa Uzay Ajansı ve Kanada Uzay Ajansı tarafından yapılan işbirliğinin ürünüdür. Yirmi yıldan fazla süren bir girişimin ardından Aralık ayında fırlatıldı ve Evreni Ay’ın diğer tarafında, Dünya’dan 1,5 milyon kilometre uzakta uzayda bir noktadan gözlemledi.
NASA’nın Webb teleskopundan gelen başka bir resim Jupiter’den ve birkaç asteroidin spektrumundan. NIRCAM’in kısa dalga boyu filtresinden görüntüsü, Dünya’yı yutacak kadar büyük bir fırtına olan büyük kırmızı noktayı ve gezegeni çevreleyen belirgin şeritleri gösteriyor. İkonik nokta bu resimde beyaz olarak ortaya çıkıyor. Solda açıkça görülebilen, kalın buzlu kabuğunun altında muhtemel bir okyanusa sahip olan ve NASA’nın yakında gerçekleşecek Europa Clipper görevinin hedefi olan uydu Europa. Dahası, Europa’nın gölgesi Büyük Kırmızı Nokta’nın solunda görülebilir. Bu görüntülerdeki diğer görünür uydular Thebe ve Metis.
Bilim insanları bu tarz resimleri görmeyi sabırsızlıkla bekliyordu çünkü bu Webb’in, uyduları ve Jupiter, Saturn ve Mars gibi güneş sistemi objelerinin yanındaki halkaları gözlemlemenin bir kanıtıydı. Bilim adamları, Europa ve Satürn’ün uydusu Enceladus gibi uydulardan fışkıran madde bulutlarını görüp göremeyeceğimize dair merak uyandıran soruyu araştırmak için Webb’i kullanacaklar. Webb, özellikle NIRcam uzun dalga boyu filtre görüntüsünde öne çıkan Jüpiter’in bazı halkalarını kolayca yakaladı.
“Dar bant filtrelerindeki Jüpiter görüntüleri, gezegenin tüm diskinin güzel görüntülerini sağlamak için tasarlandı, ancak bu görüntülerdeki çok soluk nesnelere (Metis, Thebe, ana halka, puslar) yaklaşık 1 dakikalık bir görselde rastlamak gerçekten büyük bir sürpriz oldu. Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde gözlemevi bilimcisi ve NIRCam devreye alma sorumlusu John Stansberry, bir dakikalık pozlamalar kesinlikle çok hoş bir sürpriz oldu” diyor.
Bir nesne ne kadar hızlı hareket edebilir ve yine de Webb tarafından izlenebilir? Bu, asteroitler ve kuyruklu yıldızlar üzerinde çalışan biliminsanları için önemli bir soruydu. Görev sırasında Webb, hareketli hedef izleme “hız sınırı” testlerini başlatmak için Mars ve Jüpiter arasındaki asteroit kuşağında bulunan 6481 Tenzing adlı bir asteroit kullandı.
Webb, hızı saniyede 30 miliarksaniye olan Mars gibi hızlı objeleri izlemek için tasarlandı. Görev sırasında bir mil uzakta duran kaplumbağayı fotoğraflamaya benzer bir şekilde saniyede 67 miliyaysaniyeye kadar hareket eden nesneler için tüm bilim araçlarıyla yine de değerli veriler elde edeceğini kanıtladı.
Webb’in kızılötesi özellikleriyle gözlemlenen Carthweel Galaksisi, büyük spiral bir galaksi ve daha küçük bir galaksinin çarpışmasından oluşuyor. Webb galaksi içerisindeki yıldızları, yıldız oluşumlarını ve merkezindeki karadeliği araştırdı. Bu detaylar dönüşüm hakkında yeni bilgiler edinmemizi sağladı.
Cartwheel galaksisi Heykeltraş (Sculptor) takımyıldızına 500 milyon ışık yılı uzaklıkta, bir vagonun tekerleğine benzer. Cartwheel’ı oluşturan 2 galaksinin çarpışması galaksinin şu anki şeklini ve yapısını yarattı. Galaksi parlak bir iç halka ve onu çevreleyen renkli bir halkaya sahiptir. Bu iki halka, bir göle taş atıldıktan sonra oluşan dalgalanmalar gibi çarpışmanın merkezinden dışarı doğru genişler. bu karakteristik özellikler yüzünden astronomlar onu ‘halka galaksisi’ olarak adlandırıyor.
Çekirdeğinde dev genç yıldız kümelerine ev sahipliği yapan en parlak alanlarla birlikte muazzam miktarda sıcak toz barındırıyor. diğer tarafta, 400 milyon yılda genişleyen dış halka yıldız formlarının ve supernovaların hükmündedir. halka genişledikçe etraftaki gaza doğru ilerler ve yıldız formlarını tetikler.
Hubble teleskopu da daha önce bu galaksiyi incelemeye çalışmıştı ama galaksi toz bulutlarıyla büyük bir gizemle örtülü durumdaydı. Kızılötesi ışığı algılama yeteneği sayesinde Webb, şimdi bu galaksinin doğasına dair yeni görüntüler ortaya çıkarıyor. Yakın kızılötesi kamera NIRCAM, Webb’in esas görüntüleyicisi, 0.6 ve 5 mikron yakın kızılötesi aralığında bakıyor. Görünülebilir ışıkta görülebilen yıldızlardan bile daha fazla yıldızı ortaya çıkaran ışık dalgalarını görüyor. Bunun sebebi kızılötesi ışıkta gözlemlendiğinde tozun varlığıyla daha az gizlenen, dış halkada oluşan yıldızlardır. Bu resimde, NIRCAM verileri mavi, turuncu ve sarı. Galaksi, tek tek yıldızlar veya yıldız oluşum cepleri olan birçok bireysel mavi noktaları gösteriyor. NIRCAM ayrıca, eski yıldız popülasyonların düzgün dağılımını ya da şeklini ve dışındaki yıldız popülasyonlarıyla birleşmiş büyük şekillere kıyasla çekirdekteki yoğun tozları gösteriyor.
Bununla birlikte, galakside yaşayan toz hakkında daha ince ayrıntıları öğrenmek için Webb’s (MIRI) gerekir. Bu bileşik görüntüde MIRI verileri kırmızı renktedir. Bu, Cartwheel Gökadası içindeki hidrokarbonlar ve diğer kimyasal bileşikler açısından zengin bölgelerin yanı sıra, Dünya’daki çoğu toz gibi silikat tozu ortaya çıkarır. Bu bölgeler, esasen galaksinin iskeletini oluşturan bir dizi sarmal tel oluşturur. Bunlar, 2018’de yayınlanan önceki Hubble gözlemlerinde açıkça görülüyor, ancak bu Webb görüntüsünde çok daha belirgin hale geliyorlar.
Webb’in gözlemleri, Cartwheel’ın çok geçici bir aşamada olduğunun altını çiziyor. Çarpışmadan önce Samanyolu gibi muhtemelen normal bir sarmal gökada olan gökada, dönüşmeye devam edecek. Webb bize Döner Çark’ın şu anki durumunun bir anlık görüntüsünü verirken, aynı zamanda bu galaksiye geçmişte ne olduğu ve gelecekte nasıl gelişeceği hakkında fikir veriyor.
Webb bugüne kadar görüntülenen en uzak galaksiyi görüntüledi. 35 milyar ışık yılı uzakta. CEERS-93316 isimli galaksi Bıg Bang’ten yaklaşık 235 milyon yıl sonra oluştu. İlk yıldızların titreşimlerine kadar görüntüleyebilen Webb’in Yakın Kızılötesi Kamerasıyla görüntülendi.
Resmi çeken araştırmacılar aslında görebilecekleri en uzaktaki galaksiyi aramıyorlardı. Big Bang’ten sonra zaman içerisinde belli noktalarda ne kadar parlak olduklarını araştırmak için 55 erken galaksinin listesini yapıyorlardı.
Evrenın genişlemesi ışık dalgalarını uzatarak onları spektrumun kırmızı bitişine kaydırır ve astronomlar bu “kırmızıya kayma”, yani z değeri olarak ölçer. 10’dan büyük herhangi bir z değeri Büyük Patlamadan ilk birkaç 100 milyon yıl sonra mevcuttur ve şimdiye kadar bu aralıklarda olduğu kanıtlanabilmiş tek galaksinin z değeri yaklaşık 11 olan Hubble’ın gözlemlediği GN-z11 galaksisiydi. Ancak CEERS-93316 galaksisinin z değeri yaklaşık 16.7 olduğu görüldü.
Astronomlar düşünüyor ki Büyük Patlamadan 100 milyon yıl sonra gaz ve toz bulutlarının çarpışmasından doğan ilk yıldızlar genel olarak Hidrojen ve Helyum gibi hafif elementlerden oluşmuştu. Sonradan yıldızlar bu hafif elementleri oksijen, karbon ve altın gibi ağır elementlere çevirmek için eritmeye başladı.
Webb’in tüm bu harika keşifleri bize Büyük Patlama’dan 100 milyon yıl sonrasına bakmamıza izin verdi ama bu tabii ki de göreceğimiz en uzak galaksi değil. Teleskop yüksek ihtimalle önümüzdeki aylarda kendi rekorunu daha fazla kıracak ve bunu görmek için sabırsızlanıyoruz.
Kaynaklar:
