NASA’nın Hubble ve Spitzer uzay teleskopları, uzay doğasının doğal “mercek” etkisini kullanarak şimdiye kadar görülmüş en uzak gökada adayını buldular.
Uzaktaki gökada Samanyolu büyüklüğünün çok küçük bir baloncuğu kadar görünür. 13,7 milyar yıl önce gerçekleşen Büyük Patlama’dan sadece 420 milyon yıl sonra yani evren şimdiki yaşının % 3’ü zamanında oluşan MACS0647-JD adlı antik gökada, bize önemli bilgiler sunuyor. Gökadanın ışığı Dünya’ya 13.3 milyar yılda ulaşmaktadır.
Erken evrende oluşmuş gökadaları ortaya çıkarmak için doğal mercekten yararlanılan bir yöntem geliştirildi. Baltimore Bilim Enstitüsü’nün Uzay Teleskopu Merkezi’nden Marc Postman başkanlığındaki uluslararası bir ekip, uzak gökadaları görebilmek için görece yakın gökada kümelerini mercek olarak kullandı. Büyük gökada kümeleri yakınından geçen ışık, kümenin güçlü kütle çekimi nedeniyle büküldüğü için arka plandaki cisimleri mercek gibi büyütür. Buna kütleçekimsel mercek etkisi adı veriliyor.
Bunun için gökbilimciler MACS0647-JD’nin ışığı, görece daha yakında olan 8 milyar ışık yılı uzaklıktaki büyük gökada kümesi MACS J0647+7015 çevresinde dolandı. Gökbilimciler bu kümeyi mercek olarak kullandı. Böylece Hubble Teleskopu yardımıyla üç kat büyütme elde edildi. Bu da normal şartlara göre gökadanın parlaklığının iki kat artması demektir.
Bu küme hiçbir teleskopun yapamayacağını yaptı. Onun büyütme yeteneği olmasaydı gökadayı görmek için çok büyük bir çaba harcamak gerekirdi” diyor Postman.
Oluştuğunda küçük bir gökada olan MACS0647-JD, daha sonra büyük bir gökadaya dönmüştür. İncelemeler gökadanın en az 600 ışık yılı genişliğe sahip olduğunu gösteriyor. Gökbilimciler biraz daha yakındaki benzer yaştaki gökadaların yaklaşık 2000 ışık yılı genişliğe sahip olduğunu tahmin ediyor. Bu büyüklükler günümüz gökadalarının genişliklerinin yanında çok küçük kalır. Örneğin Samanyolu’nun komşu cüce gökadası olan Büyük Macellan Bulutu bile 14 000 ışık yılı geniliktedir. Samanyolu ise 150 000 ışık yılı çapındadır.
Gökada Hubble’ın Geniş Alan Kamerası-3 (WFC3) ve Gelişmiş Tarama Kamerası (ACS) kullanılarak, yakın kızılötesi dalga boyu ve yakın mor-ötesi dalga boyunu kapsayan 17 farklı filtreyle gözlendi. Gökbilimciler Hubble görüntülerini kütleçekimsel mercek etkisi oluşturan nesnelerin içerdiği binlerce katalogu incelerken Şubat ayında keşfettiler.
MACS0647-JD çok uzakta olduğundan ışığın bu dalga boyunda kırmızıya kaydığı için sadece kırmızı dalga boylarında parlar. Bunun gibi tüm olasılıkları değerlendirmekteyiz.”
Ekip gökada kümesindeki sekiz gökadanın çoklu görüntüsünü elde etti. Gökadaların konumları öncelikle karanlık madde haritasını oluşturmak amacıyla kullanıldı. Karanlık madde evrenin olşuşumda önemli pay sahibidir ve maddenin görünmez şeklidir. “Bu büyük bir yapboz. Gözlediğimiz gökadaların konumlarına göre yolunu değiştiren ışığı dikkate alarak kümenin kütlesini hesaplarız” diyor Coe.
Coe ve ekibi görüntüdeki nesnenin kırmızı yıldızlar, kahverengi cüce ya da Dünya’dan orta uzaklıkta yer alan gökalar olup olmadığını belirlemek için aylarca uğraştı. Sonuçta cismin çok uzaktaki gökada olduğunu doğruladılar.
Kırmızıya kayma uzayın genişlemesinin bir sonucudur. Uzayın genişlemesinden dolayı gökadalardan gelen görünür ve morötesi ışık kızılötesi dalga boyuna kaydığı için gökbilimciler yakın-kızılötesi daslga boyunda çalışır. Coe, MACS0647-JD’nin 11 kırmızıya kayma değeriyle gözlenen en yüksek kırmızıya kayma oranına sahip olduğunu düşünüyor.
Spitzer Uzay Teleskopu’nun uzun dalga boylarında elde ettiği görüntü araştırma da önemli bir rol oynadı. Nesnenin doğal rengi kırmızı olsaydı Spitzer görüntüsünde parlak görünecekti. Böylece gökadanın çok uzakta yer alan bir gökada olduğu anlaşıldı. Araştırma ekibi spitzer’i ayrıca gökadanın yaşı ve toz içeriğini belirlemek için de kullanacak.
MACS0647-JD gökadası herhangi bir teleskopun tayfölçerinin algılayacağı binlerce renkte ışık yayabilir ki bu da gökadanın uzaklığını belirlemede sorun oluşturabilir. Ancak Coe, ekibinin kapamlı incelemesine dayanarak gökadanın şimdiye kadar bulunan en uzak gökada olduğundan emin. “Üç yöntemle elde ettiğimiz mercek görüntüleri gökadanın çok uzakta olduğunu gösteriyor” diyor Coe.
Araştırma ekibi bu yılın başlarında da evren daha 490 milyon yıl yaşındayken oluşmuş bir gökadayı bulmuştu. Şimdiye kadar 25 kümeye ait 20 gözlem yapıldı.
Araştırma ekibi erken dönemde oluşan cüce gökadaları bulmak için Hubble’dan yararlanmayı ümit ediyor. Bu bebek gökadaların sayısının çok olduğu düşünülüyor. O zamanki evreni kaplayan hidrojenin gerekli enerjiyi sağlamak için iyonlaşmış halde olması gerekliydi. Yeniden iyonlaşma evrende ışığın dolaşmasına ve saydam bir yapıya bürünmesine neden olmuştur.
