James Webb Uzay Teleskobu (JWST), evrenin en ayrıntılı incelenmiş bölgelerinden birinde, kaynağı henüz belirlenemeyen gizemli bir ışık sinyali tespit etti. Daha önce Hubble ve James Webb teleskoplarının yaptığı gözlemlerde herhangi bir gök cisminin belirlenemediği noktada ortaya çıkan sinyal, bilim insanlarını yeni bir araştırmaya yöneltti.
Minnesota Üniversitesinden astrofizikçi Mason Huberty ve meslektaşları tarafından yürütülen araştırmada, söz konusu sinyalin 2023 yılının ağustos ve kasım aylarında, 88 gün arayla gerçekleştirilen gözlemlerde kaydedildiği ortaya konuldu.
Sinyalin en dikkat çekici özelliği ise aynı noktada daha önce hiçbir nesnenin gözlemlenmemiş olması. Araştırmacılar, kısa süreliğine parlaklığı artan son derece sönük bir gök cisminin bu duruma yol açmış olabileceğini değerlendiriyor. Ancak mevcut veriler, sinyalin kaynağını kesin olarak açıklamaya yetmiyor.
Hubble’ın yıllarca incelediği bölgede beklenmedik keşif
Gizemli sinyal, güney gökyüzündeki Ocak (Fornax) Takımyıldızı doğrultusunda bulunan ve astronomi tarihinin en önemli gözlem alanlarından biri kabul edilen bölgede tespit edildi.
Hubble Uzay Teleskobu, ünlü Ultra Derin Alan (Hubble Ultra Deep Field) görüntüsünü oluşturmak için bu küçük gökyüzü parçasını 270 saatten fazla gözlemlemişti. Söz konusu alanda, milyarlarca ışık yılı uzaklığa uzanan yaklaşık 10 bin galaksi bulunuyor.
James Webb Uzay Teleskobu da Hubble’ın tespit edemediği daha sönük ve uzak gök cisimlerini araştırmak amacıyla aynı bölgeyi inceledi. Ancak teleskobun gelişmiş kızılötesi gözlem yetenekleri, beklenmedik bir bulguyu ortaya çıkardı.
James Webb aynı sinyali 88 gün arayla iki kez kaydetti
Araştırmacılar, James Webb’in Yakın Kızılötesi Spektrografı (NIRSpec) aracılığıyla daha önce kataloglanmamış gök cisimlerini tespit etmeyi amaçlayan farklı bir gözlem yöntemi geliştirdi.
Normal koşullarda spektroskopik gözlemler, konumu önceden bilinen gök cisimlerine yöneltiliyor. Ancak Huberty ve ekibi bu yaklaşımı tersine çevirerek, önceden belirlenmiş hedeflere odaklanmak yerine geniş bir alandan gelen ışığı analiz etti.
Ekip, Hubble tarafından daha önce belirlenmiş bazı gök cisimlerinin ışığını maskeleyerek NIRSpec cihazının çok sayıda mikro kapağını açık bıraktı. Böylece daha önce keşfedilmemiş kaynaklardan gelebilecek ışık izlerinin araştırılması mümkün hale geldi.
Ağustos ve kasım 2023’te, 88 gün arayla gerçekleştirilen gözlemler sonucunda yedi dikkat çekici sinyal belirlendi. Bunlardan altısı uzak galaksilerle eşleştirildi.
Ancak yedinci sinyalin kaynağı belirlenemedi.
Gizemli sinyalin en dikkat çekici özelliği ne?
Bilim insanlarının açıklamakta zorlandığı yedinci sinyal, yaklaşık 1,6 mikrometre dalga boyunda ortaya çıkan tek ve parlak bir emisyon çizgisinden oluşuyor.
Astronomide emisyon çizgileri, atomların veya moleküllerin belirli dalga boylarında yaydığı ışığı gösteriyor. Bu çizgiler sayesinde gök cisimlerinin kimyasal bileşimi, fiziksel özellikleri ve bazı durumlarda uzaklıkları belirlenebiliyor.
Ancak James Webb’in tespit ettiği sinyalde alışılmışın dışında bir durum bulunuyor: Parlak emisyon çizgisine eşlik eden başka hiçbir çizgi belirlenemedi.
Üstelik aynı konumda Hubble ve James Webb tarafından gerçekleştirilen önceki gözlemlerde de herhangi bir gök cismi tespit edilmemişti.
Teknik hata ihtimali neden zayıf görülüyor?
Araştırmacılar, sinyalin teleskobun ölçüm sisteminden kaynaklanan bir hata olabileceği ihtimalini de değerlendirdi.
Ancak gizemli emisyon çizgisi, 88 gün arayla ve farklı gözlem yönlerinde gerçekleştirilen dört pozlama setinin tamamında tespit edildi. Ölçümlerin birbiriyle tutarlı olması, sinyalin basit bir teknik hatadan kaynaklandığı açıklamasını zayıflatıyor.
Bir diğer dikkat çekici ayrıntı ise sinyalin parlaklığı.
Araştırmacılara göre söz konusu emisyon, daha önce gerçekleştirilen bazı James Webb görüntüleme gözlemlerinde de tespit edilebilecek kadar parlaktı. Buna rağmen Ekim 2022’deki gözlemlerde aynı noktada herhangi bir kaynak görülmedi.
Bu durum, ışığı üreten nesnenin zaman içerisinde parlaklığının önemli ölçüde değişmiş olabileceği ihtimalini gündeme getiriyor.
Gizemli sinyalin kaynağı ne? Dört olasılık araştırılıyor
Bilim insanları, henüz açıklanamayan emisyon çizgisini üretebilecek dört temel astrofiziksel senaryo üzerinde duruyor.
1. Erken evrenden gelen bir galaksi
İlk olasılık, sinyalin evrenin çok erken dönemlerinde oluşmuş uzak bir galaksiden gelmesi. Ancak böyle bir kaynaktan yayılan ışığın erken evrendeki nötr hidrojen tarafından soğurulması ve önceki gözlemlerde de bazı izlerinin bulunması bekleniyor.
2. Daha yakın bir galaksi
İkinci senaryoya göre sinyal, daha yakın bir galaksiden kaynaklanıyor olabilir. Bununla birlikte böyle bir durumda tek bir emisyon çizgisi yerine birden fazla çizginin tespit edilmesi bekleniyor.
3. Bir süpernova patlaması
Üçüncü olasılık, büyük bir yıldızın yaşamının sonunda gerçekleşen süpernova patlaması. Ancak süpernovaların da farklı dalga boylarında başka emisyon izleri üretmesi bekleniyor. Mevcut gözlemler bu açıklamayı doğrulamıyor.
4. Bir yıldızı parçalayan kara delik
Dördüncü senaryo ise bir yıldızın kara deliğin güçlü kütleçekimi nedeniyle parçalanması.
Gelgit parçalanma olayı olarak bilinen bu süreçte, yıldızdan kopan madde yoğun biçimde ısınarak güçlü ışınım oluşturabiliyor. Bazı koşullarda belirgin bir emisyon çizgisi ortaya çıkarken diğer ışık izleri oldukça zayıf kalabiliyor.
Ancak araştırmacılar, bu olasılığı doğrulayacak yeterli kanıtın henüz bulunmadığını belirtiyor.
Bilim insanları sinyalin uzaklığını da belirleyemedi
Gizemli sinyalin açıklanmasını zorlaştıran temel sorunlardan biri, ışık kaynağının Dünya’ya uzaklığının bilinmemesi.
Evren genişledikçe uzak gök cisimlerinden gelen ışığın dalga boyu uzuyor. Astronomide kırmızıya kayma olarak adlandırılan bu süreç, çok uzak kaynaklardan yayılan yüksek enerjili ışığın Dünya’ya daha uzun dalga boylarında ulaşmasına neden olabiliyor.
Dolayısıyla 1,6 mikrometre seviyesinde gözlemlenen ışık, çok uzak bir gök cisminden veya daha yakın ancak farklı fiziksel özelliklere sahip bir kaynaktan gelmiş olabilir.
Araştırmacılar, yalnızca tek bir emisyon çizgisine dayanarak sinyalin hangi fiziksel süreçte üretildiğini belirlemenin son derece güç olduğunu vurguluyor.
James Webb’in gizemli keşfi için yeni gözlemler gerekiyor
The Astrophysical Journal dergisinde yayımlanan araştırma, James Webb Uzay Teleskobu’nun yalnızca bilinen gök cisimlerini incelemek için değil, daha önce keşfedilmemiş kaynakları belirlemek amacıyla da kullanılabileceğini ortaya koyuyor.
Araştırmacılar, tespit edilen kaynağın son derece sıra dışı özellikler taşıdığını ve mevcut astrofiziksel açıklamaların sınırlarını zorladığını belirtiyor.
Sinyalin kaynağının belirlenebilmesi için daha hassas spektroskopik gözlemler yapılması gerekiyor. Yeni ölçümlerde başka emisyon çizgilerinin tespit edilmesi, ışığın hangi elementlerden ve fiziksel süreçlerden kaynaklandığını ortaya çıkarabilir.
Şimdilik bilim insanlarının elinde, 88 gün arayla iki kez kaydedilmiş, önceki gözlemlerde görülmeyen ve bilinen gök cisimleriyle kesin olarak eşleştirilemeyen bir sinyal bulunuyor.
Bu keşif, evrenin en ayrıntılı incelenmiş bölgelerinin bile henüz açıklanamayan olaylar barındırabileceğini gösteriyor.
