En Uzak Yıldızımsı Gökcismi Bulundu

Avrupalı gökbilimcilerden oluşan bir ekip ESO’ya ait Çok Büyük Teleskopu ve diğer teleskopları şimdiye kadar bulunmuş olan en uzak yıldızımsı gök cismini (kuasar) keşfetmek ve incelemek için kullandılar. Kütlesi Güneş’in iki milyar katından fazla olan bir karadelik tarafından güç alan bu eşsiz parıltılı yer, erken Evren’de şu ana kadar keşfedilmiş en parlak nesneden daha ötededir. Çalışmanın sonuçları Nature dergisinin 30 Haziran 2011 tarihli sayısında yayınlanacak.

“Bu kuasar erken Evren’in hayati bir noktasıdır. Bu, Büyük Patlama’dan yüz milyon yıl sonra süper kütleli karadeliklerin nasıl büyüdüklerini anlamamıza yardım edecek çok nadir bir nesnedir.” diyor ekibin lideri Stephen Warren.

Kuasarlar çok parlaktırlar, merkezlerinde güçlerini aldıklarına inanılan süper kütleli karadeliklerin bulunduğu uzak gökadalardır. Onların eşsizliği onları ilk yıldızların ve gökadaların şekillenmeye başladığı zamanı tespit etmeye yardım edecek olan güçlü parıltılı yerler yapmaktadır. Yeni keşfedilen yıldızımsı cisim o kadar uzaktadır ki kendi ışığı yeniden iyonlaşma anının son parçasını ortaya çıkarmaktadır. [1].

ULAS J1120+0641 [2] adı  verilen henüz bulunmuş olan bu yıldızımsı cisim Büyük Patlama’dan sadece 770 milyon yıl sonra oluştuğu görülüyor (kırmızıya kayma değeri 7.1, [3]). Işığının bize ulaşması ise 12.9 milyar yıl alıyor.

Her ne kadar daha uzak nesneler onaylanmışsa da (gama ışını patlaması kırmızıya kayma 8.2, eso0917, ve bir gökada kırmızıya kayma değeri 8.6, ‘En Uzak Gökada’ gibi), yeni keşfedilen yıldızımsı cisim bunlardan yüzlerce defa daha parlaktır. Detaylıca incelenebilecek kadar yeterince parlak olan nesneler arasında bu, büyük genişlikte en uzak olanıdır.

Bir sonraki en uzak yıldızımsı cisim Büyük Patlama’dan (kırmızıya kayma değeri 6.4) 870 milyon yıl sonra görülüyor. Daha uzakta olan benzer nesneler görünür ışık gözlemiyle bulunamazlar çünkü Evren’in genişlemesiyle dalgaboyu uzatılan ışıkları Dünya’ya ulaştıkları zaman çoğunlukla elektromanyetik tayfın kırmızı ötesi kısmına düşer. İngiltere’nin Hawaii’de bulunan kırmızı ötesi alanda gözlem yapan teleskopunu  [4] kullanan Avrupa UKIRT Kırmızı Ötesi Derin Gökyüzü Taraması (UKIDSS) bu problemi çözmek için tasarlanmıştır. Gökbilimcilerden oluşan ekip UKIDSS veritabanındaki milyonlarca nesne üzerinde uzun süredir aranılan uzak yıldızımsı cisimleri bulmak için çalıştı ve nihayet altın madenine ulaştılar.

“Bu cismi bulmak 5 yılımızı aldı” diye açıklıyor araştırma makalesinin yazarlarından birisi olan Bram Venemans. “Kırmızıya kayması 6.5’tan daha yüksek olan bir yıldızımısı cisim arıyorduk. Bu kadar uzaklıkta, kırmızıya kayması 7’den yüksek olan bir tane bulmak heyecan verici bir süprizdi. Yeniden iyonlaşma anına bakınca, bu yıldızımsı cisim önceden erişim dışında olan evrenin tarihinde 100 milyon yıllık bir pencereyi keşfetmenin eşsiz bir fırsatını veriyor.”

Yıldızımsı cisme olan uzaklık ESO’nun Çok Büyük Teleskop’u (VLT) üzerindeki FORS2 aleti ve Gemini Kuzey Teleskopu [5] üzerindeki aletlerle yapılmış olan gözlemlerle belirlendi. Bu gökcismi nispeten parlak olduğu için tayfını (gökcisminden gelen ışığı, onu oluşturan renklerine ayırma işi) almak mümkün oldu. Bu teknik gökbilimcilerin yıldızımsı cisim hakkında pek çok şey bulmasına imkan tanıdı.

Yapılan gözlemlere göre ULAS J1120+0641’in merkezindeki karadeliğin kütlesi Güneşi’inkinden iki milyar katından fazladır. Bu çok yüksek kütle Büyük Patlama sonrası çok erken olması bakımından açıklanması zordur. Süper kütleli kara deliklerin büyümesi üzerine şu anki teoriler orta ölçekli nesne etrafındakilerden maddeyi çekerken yavaş bir kütle birikimini tahmin etmektedir.

“Tüm gökyüzü üzerinde kırmızıya kayması 7’den yüksek olan sadece 100 kadar parlak yıldızımsı cisim olduğunu düşünüyoruz,” diye açıklıyor makalenin başyazarı  Daniel Mortlock. “Bu nesneyi bulmak itinalı bir arama gerektirdi, fakat erken Evren’in bazı gizemlerini ortaya çıkarabilme çabasına değdi.”

Notlar

[1] 13.7 milyar yıl önce meydana gelen Büyük Patlama’dan yaklaşık 300 000 yıl sonra, Evren elektron ve protonların nötr hidrojeni (elektrik yüksüz bir gaz) oluşturmasına izin verecek kadar soğumuştu. Bu soğuk karanlık gaz ilk yıldızların yaklaşık 100 – 150 milyon yıl kadar sonra şekil almasına başlayıncaya kadar Evren’e dağıldı. Yoğun morötesi radyasyonları  Evren’i morötesi ışığa daha fazla geçirgen yapan yeniden iyonlaştırma olarak adlandırılan bir işlemle yavaşça atomları protonlara ve elektronlara ayırdı. Bu anın Büyük Patlama’dan yaklaşık olarak 150 milyon ile 800 milyon yıl arasında meydana geldiğine inanılmaktadır.

[2] Cisim UKIDSS Geniş Alan Taraması ya da ULAS’daki veritabanı kullanılarak bulundu. Numaralar ve ‘J’ öneki yıldızımsı cismin gökyüzündeki konumuna işaret etmektedir.

[3] Işık sonlu bir hızda gittiği için, gökbilimciler Evren’de uzağa doğru bakarken aynı zamanda geçmişe bakıyorlar. ULAS J1120+0641’den gelen ışığın yeryüzündeki teleskoplara ulaşması 12.9 milyar yıl aldı, böylece yıldızımsı cisim sanki Evren sadece 770 milyon yaşındaymış gibi görülüyor. Bu 12.9 milyar yıl içinde,  Evren genişledi ve cisimden gelen ışık sonuç olarak dağıldı. Kozmolojik kırmızıya kayma, ya da basitçe kırmızıya kayma, ışığın yayıldığı andaki ile alındığı zaman arasında geçirilen Evren’deki toplam dağılmanın ölçümüdür.

[4] UKIRT Birleşik Krallık Kırmızı Ötesi Teleskopu’dur. UK Bilim Teknoloji Tesisi Konseyi’ne aittir ve Hilo Hawaii’deki Ortak Gökbilim Merkezi tarafından işletilmektedir.

[5] FORS2 VLT’nin Odak Azaltıcısı ve düşük dağılma spektografıdır. Cisimin ışığını ayırmak için kullanılan diğer aletler Gemini Çok-Cisimli Spektografı ( GMOS ) ve Gemini Yakın-Kızılötesi Spektografı ( GNIRS ) ydı. Aynı zamanda Liverpool Teleskobu, Isaac Newton Teleskobu ve  UK Kızılötesi Teleskobu ( UKIRT ) gözlem ölçümlerini onaylamak için kullanıldılar.

ESO-Türkçe (Çeviri: Fırat Koçak-İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü – ESON Türkiye Ekibi)