ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) ile yapılan gözlemler, Evren’in erken dönemlerindeki nadir ve uçsuz bucaksız bir parıldayan gaz bulutunun ışıma gücünün kaynağı konusuna açıklık getirdi. İlk kez bu gözlemler sayesinde, uzayda bilinen en büyük nesnelerden biri olan bu dev “Lyman-alfa lekesinin” ışıma gücünün, bu lekenin içinde bulunan gökadalar tarafından sağlanması gerektiği gösterildi. Sonuçlar, Nature dergisinin 18 Ağustos tarihli sayısında yayınlanıyor.
Bir gökbilimciler ekibi, Lyman-alfa lekesi olarak adlandırılan nadir bir nesneyi çalışmak için ESO’nun Çok Büyük Teleskopu’ndan (VLT) yararlandılar [1]. Bu muazzam ve çok parlak nadir yapılar, genelde Evren’in erken dönemlerinde maddenin yoğunlaştığı bölgelerde gözlenirler. Gökbilimciler ekibi, bu lekelerden birinden gelen ışığın polarize olduğunu keşfetti [2]. Günlük hayatta polarize ışık, örneğin sinemalardaki 3 boyut etkilerini oluşturmak için kullanılmaktadır [3]. Şimdi ise ilk kez olarak, polarizasyon etkisi bir Lyman-alfa lekesinde keşfedilmiş oldu. Bu gözlem, Lyman-alfa lekelerinin nasıl ışıdığının gizemini çözmeye yardımcı oluyor.
Makalenin birinci yazarı olan Matthew Hayes (Toulouse Üniversitesi, Fransa) bunu şöyle açıklıyor: “İlk kez bu gizemli nesnenin parıltısının, buluttaki gazların tek başına ışıldamasından ziyade nesnenin içinde saklı parlak gökadalarının saçılmış ışığından kaynaklandığını gösterdik”.
Lyman-alfa lekeleri, bir kaç yüzbin ışık yılı çapına -yani Samanyolu’nun boyutunun bir kaç katına- ulaşan boyutlarıyla ve en parlak galaksiler kadar ışıma güçleriyle muazzam Hidrojen gazı bulutları olarak Evren’in en büyük nesnelerindendir. Çoğunlukla uzak mesafelerde bulunurlar, yani biz onları henüz Evren’in bir kaç milyar yaşında olduğu dönemlerindeki halleriyle görürüz. Bu yüzden, bu nesneler genç Evren’de gökadaların nasıl oluştuğunu ve evrimleştiğini anlamamız için büyük önem taşırlar. Öte yandan, bu nesnelerin çok yüksek ışıma güçlerinin kaynağı ve ayrıntılı yapıları henüz çok açık olarak bilinmemektedir.
Ekip, bu lekelerin ilk keşfedilenlerinden ve bilinen en parlaklarından biri olan LAB-1 isimli lekeyi inceledi. Bu leke, 2000 yılında keşfedildi ve bizden çok uzakta olmasından ötürü ışığının bize ulaşması yaklaşık 11,5 milyar yıl alıyor. Yaklaşık 300000 ışık-yılı çapıyla, aynı zamanda bilinen en büyük Lyman-alfa lekelerinden biri ve bir tanesi etkin olmak üzere pek çok ilkel galaksi içeriyor [4].
Lyman-alfa lekelerini açıklamak üzere birbiriyle yarışan pek çok kuram bulunmaktadır. Bir kurama göre, bu lekeler soğuk gazların lekenin güçlü kütleçekimiyle lekeye doğru çekilip ısınmasıyla ışırlar. Başka bir kurama göre ise bu lekelerin ışımasının sebebi, içlerindeki yüksek oranda yıldız oluşumuna sahip veya maddeyi büyük bir açgözlülükle yutan kara delikler içeren gökadalar gibi parlak nesnelerin varlığıdır. Yeni gözlemler, LAB-1 lekesinin ışıma gücü kaynağının lekeye doğru çekilen gazlar değil bu lekelerin içerdiği gökadalar olduğunu göstermiştir.
Ekip, iki teoriyi, lekeden gelen ışığın polarize olup olmadığını ölçerek sınamışlardır. Gökbilimciler ışığın nasıl polarize olduğunu inceleyerek ışığı oluşturan süreçler ya da kaynağından Dünya’ya doğru ulaşırken ışığa ne olduğu hakkında fikir edinebilirler. Eğer ışık, yansımış ya da saçılmış ise polarize olur ve ilk bakışta kolay kolay anlaşılamayacak bu etki, çok hassas aletlerle belirlenebilir. Öte yandan, bir Lyman-alfa lekesinden gelen ışığın polarizasyonunu ölçecek gözlem yapmak, bu nesnelerin büyük uzaklıklarından dolayı çok zordur.
Makalenin yazarlarından biri olan Claudia Scarlata şöyle eklemektedir: “Bu gözlemler VLT ve onun FORS aleti olmadan gerçekleştirilemezdi. İki şeye açıkça ihtiyacımız vardı: yeterince ışık toplanabilmesi için en az sekiz metrelik bir teleskop ve ışığın polarizasyonunu ölçebilecek yetkinlikte bir kamera. Dünya’daki pek çok gözlemevi bu ikiliyi birlikte sağlamıyor”.
Ekip, LAB-1 Lyman-alfa lekesini 15 saat civarında gözleyerek bu kaynaktan gelen ışığın merkez bölge çevresindeki bir halkada polarize olduğunu ve merkezdeyse polarizasyon olmadığını buldu. Böyle bir etkinin sadece lekeye kütleçekimiyle çekilen gazlar tarafından oluşturulması neredeyse imkânsızdır. Öte yandan, bu tam da gazlar tarafından saçılmadan önce merkez bölgede bulunan gökadalarından kaynaklanmış ışıktan beklenir.
Gökbilimciler, şimdi daha fazla sayıda bu tür kaynaklara bakarak LAB-1’den elde edilen sonuçların diğer lekeler için de geçerli olup olmadığını belirlemeyi planlamaktadırlar.
Notlar
[1] İsim, bu lekelerin Hidrojen atomunda ikinci enerji seviyesinden en düşük enerji seviyesine inen elektronların oluşturduğu karakteristik bir dalga boyuna sahip “Lyman-alfa” ışıması göstermelerinden ötürü verilmiştir.
[2] Işık dalgaları polarize olduğunda, elektrik ve manyetik alan bileşenleri belirli bir yönelime sahip olurlar. Polarize olmayan ışıkta ise yönelim rastgeledir ve belirli bir doğrultusu yoktur.
[3] 3 boyut etkisi sol ve sağ gözün birbirinden biraz farklı imgeler görmesinin sağlanması ile oluşturulur. Bazı 3 boyutlu film gösteren sinemalarda bunun püf noktası polarize ışık kullanımını içerir: Farklı polarize olmuş ışıkla yapılmış ayrı imgeler, sol ve sağ gözümüze gözlüklerdeki polarize süzgeçler sayesinde yollanır.
[4] Etkin gökadaları, parlak çekirdekleri büyük bir kara delik sayesinde ışıyan gökadalarıdır. Işıma güçleri kara delik tarafından çekildikçe ısınan maddeden kaynaklanmaktadır.
ESO-Türkçe (Çeviri: Sıtkı Çağdaş İnam-Başkent Üniversitesi – Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü – ESON Türkiye Ekibi)
