Hubble Uzay teleskopu olağanüstü bir keşfe daha imza attı: Evrenin Büyük Patlamadaki doğumundan ilk milyar yıl içinde oluşmuş bir yıldız ışığını (6.2’lik bir kırmızıya kayma ile) tespit etti. Bu şimdiye kadar görülen en uzak yıldız. Keşif NASA/ESA/CSA James Webb Uzay teleskopu için de hedef oluşturmuş durumda. [1]
Bu keşif önceki tek yıldızlı rekora göre büyük bir sıçrama; önceki en uzak yıldız Hubble teleskopu yardımıyla 2018’de keşfedilmişti. Bu yıldız evren yaklaşık 4 milyar yıl yaşında iken, gökbilimcilerin “kırmızıya kayma 1.5” olarak adlandırdığı zaman içinde vardı. Evren genişledikçe uzaktaki cisimlerden gelen ışık daha uzun ve kırmızı dalga boyuna doğru kayar. Bilim insanları “kırmızıya kayma” adı verilen bu olguyu özellikle tercih ederek hesaplamalarını yapar.
Ancak yeni keşfedilen yıldız o kadar uzakta ki, ışığının Dünya’ya ulaşması 12.9 milyar yıl sürüyor. Yıldız, evren şimdikinin yüzde 7’si yaşında ve kırmızıya kayması 6.2’de iken göründü. Daha önce bu kadar uzak noktadayken görülen en küçük cisimler erken gök adaların içinde bulunan yıldız kümeleriydi.
Johns Hopkins Üniversitesinden gökbilimci Brian Welch: “Normalde bu kadar uzak konumlarda bulunan tüm gök adalar küçük lekeler gibi görünür” diyor. Keşfedilen yıldızın içinde bulunan gök ada, kütle çekimsel mercekleme ile büyütülmüş ve ‘Gündoğumu çizgisi’ gibi yay biçiminde görüntülenmiştir. Yıldıza eski İngilizcede “sabah yıldızı” anlamına gelen Earendel adı verildi. Keşif, çok erken yıldız oluşumunun keşfedilmemiş bir devrini açma vaadini taşıyor.
“Earendel o kadar uzun zaman önce vardı ki, bugün çevremizdeki yıldızlarla aynı hammaddeye sahip olmayabilir. Earendel’i incelemek evrenin bildiğimizi sandığımız çağa ait bir pencere açabilir. İlginç bir kitap okuyoruz ama buna ikinci bölümden başladık ve şimdi her şeyin nasıl başladığını anlama şansımız olacak” diyor Welch.
İsveç’teki Uppsala Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümünden Erik Zackrisson: “Büyük Patlamadan kısa süre oluşan elementleri (hidrojen, helyum ve eser miktarda lityum) barındıran yıldızların günümüz yıldızlarına göre daha büyük olması gerektiğini ileri süren bir tahminimiz var. Popülasyon III yıldızları olarak bilinen bu ilkel yıldızlar şimdiye kadar görülmemişti, ancak Earendel örneğindeki gibi kütle çekimsel mercekleme ile çok yüksek büyütme gerçekleştirilip saptanabilirler” diyor.
Araştırma ekibi, Earendel’in Güneş’e göre en az 50 kat kütleli ve milyonlarca kat daha parlak olduğunu ve bilinen en büyük kütleli yıldızlara rakip olduğunu düşünüyor. Ancak bu kadar parlak, çok yüksek kütleli yıldız bile, bizimle Earendel arasında olan WHL0137-08 dev gök ada kümesinin doğal büyütmesini kullanmadan görmek olanaksızdır. Gök ada kümesinin kütlesi uzayın dokusunu bükerek arkadaki cisimlerden ışığı kırarak ve büyük ölçüde görünümünü büyüten bir doğal büyüteç gibi davranır.
Büyüteçli gök ada kümesiyle ender rastlanan hizalanma sayesinde Earendel yıldızı uzay dokusundaki dalgalanmanın doğrudan üzerinde ya da çok yakınında görünmektedir. Optikte “kostik” olarak bilinen bu dalgalanma, maksimum büyütme ve parlaklık sağlar. Buradaki etki, güneşli bir günde havuzdaki dalgalanan suyun dipte parlak ışık desenleri oluşturmasına benzer. Yüzeydeki dalgalanmalar mercek görevi görür ve güneş ışığını havuz zemininde maksimum parlaklığa odaklar.
Bu etki, Earendel yıldızının kendi gök adasının genel parıltısının arasından sızmasına neden olur. Parlaklığı bin kat veya daha fazla büyütür. Bu noktada gökbilimciler Earendel’in ikili bir yıldız olup olmadığını bilmiyor. Ancak çoğu büyük kütleli yıldızın en az bir tane daha küçük eş yıldızı olduğu biliniyor.
Earendel önümüzdeki yıllarda James Webb teleskopu ile gözlenecek. [2] Evrenin genişlemesinden dolayı gelen ışığın kırmızıya kayması nedeniyle Webb’in kırmızı-öte ışıkla gözlem yapabilme yeteneği sayesinde daha fazla bilgi edinilebilecek.
İspanya’daki Instituto de Física de Cantabria’dan Jose Maria Diego: “Webb’in görüntüleri ve tayfları Earendel’in gerçek bir yıldız olduğunu doğrulamamıza ve onun yaş, sıcaklık, kütle ve yarıçap aralığını belirlememize izin verecek. Hubble ve Webb’den elde edilen verileri birleştirmek gök ada kümesindeki, ilkel kara delikler gibi egzotik cisimler hakkında da bilgi edinmemizi sağlayacak” diyor.
Earendel’in bileşimi gökbilimcilerin büyük ilgisini çekecek, çünkü evren büyük kütleli yıldızların ürettiği ağır elementlerle dolmadan önce oluştu. Devam çalışmaları, Earendel’in yalnızca ilkel hidrojen ve helyumdan oluştuğunu bulursa, bu Büyük Patlamadan sonra oluşan ilk yıldızlar olduğu varsayılan Popülasyon III yıldızlarının ilk kanıtı olacak. Olasılık küçük de olsa Welch bunun baştan çıkarıcı olduğunu kabul ediyor.
Welch, “Webb ile Earendel’den bile daha uzaktaki yıldızları görebiliriz, bu inanılmaz derecede heyecan verici olurdu. Gidebildiğimiz kadar geri gideceğiz. Webb’in Earendel’den daha uzaklara baktığını görmeyi çok isterim” diyor.
Notlar
[1] Aralık 2021’de Fransız Guyanası’ndan Ariane 5 roketiyle fırlatılan Webb, bilim insanlarına gökbilimin birçok alanında bilgi sınırlarını zorlayacak yeteneklerini sunmak amacıyla tasarlandı. Güneş Sistemimiz, yıldızlar ve onların gezegenlerinin oluşumu ve gök adaların nasıl oluştuğu ve evrildiği gibi çok geniş alanlarda gözlem yapabilecek. Yapımını NASA’nın üstlendiği James Webb teleskopu ESA ve Kanada Uzay Ajansının da destekleriyle yürütülen uluslar arası bir projedir.
[2] Earendel, 2282 numaralı gözlem programının bir parçası olarak James Webb Uzay Teleskobu ile gözlenecek.
