NASA’nın Hubble Uzay Teleskopu yardımıyla 13 milyar yıl önce yani evren şimdiki yaşının % 3’ü yaşındayken oluşmuş yedi ilkel gökada bulundu. Hubble’ın bugüne kadar elde ettiği derin uzay görüntüleri erken dönemde oluşmuş daha çok sayıda gökada olduğunu gösteriyor.
Büyük patlamadan sonra artan gökada sayısı, yaklaşık 450 milyon yıl sonra azalmaya başladı. Gözlemler büyük patlamadan birkaç yüz milyon yıl sonrasında evrenin yeniden ısındığı ya da yeniden iyonlaşarak ışıma yaydığı fikrini destekliyor.
Bu gözlemler NASA’nın yeni nesil uzay teleskopu olacak James Webb Uzay Teleskopu için de ilk hedefler olarak belirlenmektedir. Evrenin derinlerine bakmak çok uzak bir geçmişe bakmak demektir. Evren şu an 13.7 milyar yıl yaşındadır. Keşfedilen gökadalar büyük patlamadan 350 ile 600 milyon yıl sonra oluşmuş görünüyor. Yaydıkları ışık Dünya’ya ancak ulaşmıştır.
Gökbilimcilerin derin uzaya ait yeni Hubble görüntülerini önceki çalışmalara göre daha ayrıntılı gözleyebilmeleri erken dönemdeki cisimlerin varlığını ortaya koyuyor. Özellikle bunlardan biri olan ve büyük patlamadan hemen 380 milyon yıl sonra oluşan, kırmızıya kayma oranı 11.9 olan gökada dikkatleri çekiyor.
Bu sonuçlar Çok Derin Alan (UDF) olarak bilinen yoğun gökyüzü verilerinin işlendiği Hubble çalışmasında yer alır. Derin uzaya ait Hubble’ın Geniş Alan Kamerası 3 (WFC3) ile elde edilen yakın-kızılötesi gözlemler, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Richard Ellis’in başını çektiği bir ekip tarafından 2012’de başlatılan UDF 2012 çalışmasıyla daha yoğun bir araştırmaya neden oldu. Gözlemler Ağustos ve Eylül aylarında altı haftalık süreyle yapılmış ve ilk bilimsel sonuçlar sunulmuştur. UDF 2012 ekibi sözkonusu verileri çalışmalarını bitirdikten sonra tüm bilimcilerin yararlanmaları için yayınladı.
Uzayın genişlemesi nedeniyle uzak gökadalardan gelen morötesi ve görünür ışık yakın-kızılötesi bölgeye kayar ve buna kırmızıya kayma denir. Gökada ne kadar uzaktaysa kırmızıya kayma değeri o kadar büyüktür.
Yeni programın temel hedeflerinden biri erken evrendeki gökada sayısının zamanla ne kadarlık bir hızla arttığını belirlemektir. Böylece gökadalarda yıldız oluşumlarının ne kadar hızlı gerçekleştiği de saptanabilir.
“Çalışmamız iki konu üzerinde ilerledi. İlk olarak kozmik zamanın erken dönemindeki güvenilir verileri ele aldık. Burada Hubble’ın uzun pozlama ile elde ettiği derin uzay verilerini kullandık. İkincisi gökada uzaklıklarını ölçmek için Hubble’ın renkli filtrelerini kullandık” diyor Ellis.
Ekip gökada uzaklıklarını belirlemek için yakın kızılötesi dalga boylarında dört filtre seti seçti. Edinburgh Üniversitesi Astronomi Enstitüsü’nden James Dunlop: “Daha yakındaki cisimleri görüntüden çıkarmak için önceki çalışmaya oranla bazı ek filtreler ekledik” diyor.
Dalga boylarının kızılötesine kaydığını belirten Dunlop, başlangıçta hidrojen kaynaklı olarak yayılan ışık yakın kızılötesi dalga boyunda emilir. Bu nedenle de Hubble bu ışığın büyük kısmını göremez. Sadece eski gökadaları görebilmek için Hubble’ın uzun dalga boylarını gören kızılötesi filtrelere ihrtiyacı olacaktır.
UDF 2012 verilerinin Webb teleskopu ile de incelenmesi derin uzayda daha keşfedilmeyi bekleyen birçok gökadayı ortaya çıkarması anlamına gelir. Baltimore Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü’nden Anton Koekemoer: “Bir anlamda Hubble sahneleri Webb için hedef bölgeler olacaktır. Böylece Webb ile daha ayrıntılı inceleme yaparak daha fazla gökada görebileceğiz” diyor.
Gökbilimciler erken evrendeki gökadaların sıcak yıldızlarının patlaması sonucunda ortamdaki soğuk hidrojeni ısıtmak için yeterince ışıma yapıp yapmadığını tartışıyor. “Yeniden iyonlaşma” ( Reionization) olarak adlandırılan süreç, evrenin doğumundan yaklaşık 1 milyar 200 milyon yıl sonra oluşmuştur. Bu süreç evrenin saydam olmasına ve gökbilimcilerin ışığa bakarak geçmiş hakkında bilgi edinmesine yol açar. Yeni çalışmada evrenin bu erken döneminin izleri ortaya çıkarıldı.
Tuscon Arizona Üniversitesi’nden Brant Robertson: “Gözlemler, büyük patlamadan sonra yani yaklaşık 13 milyar yıl önce yeniden iyonlaşmanın başladığını gösteriyor. Bu da yavaş yavaş kimyasal elementlerin, yıldızların ve gökadaların birkaç yüz milyon yıl içinde oluşmaya başladığını doğruluyor. Bu aniden değil yavaş bir şekilde gerçekleşti.
