James Webb Uzay Teleskobu, yaklaşık 5 yıldır erken evrene ilişkin önemli bulgular sunuyor

JWST, başta Güneş Sistemi ve Samanyolu Galaksisi olmak üzere, Büyük Patlama'nın ardından oluşan ilk yıldızlar ve galaksiler, ötegezegenler ile yaşam ihtimali barındırma potansiyaline sahip gökcisimleri üzerine çok yönlü araştırmalar yürütüyor.

NASA, ESA ve CSA işbirliğiyle geliştirilen ve 25 Aralık 2021'de uzaya fırlatılan JWST, bugüne kadar inşa edilen en güçlü uzay teleskobu olarak değerlendiriliyor ve evrenin derinliklerine ilişkin ayrıntılı gözlemler yapılmasını sağlıyor.

Dünya atmosferinin etkisinden uzakta, kızılötesi dalga boylarında gözlem yapabilen cihazları sayesinde yüksek çözünürlükte görüntüler elde eden JWST, evrenin bugüne kadar gözlemlenemeyen birçok bölgesine ilişkin yeni bilgiler sağlıyor.

Evrenin bugüne kadarki en net görüntüsünün kaydedilmesi, bunun ardından yaşanan gelişmeleri ve teleskobun öne çıkan keşiflerini derledi.

Evrenin en derin ve ayrıntılı görüntüsü

JWST, uzaya fırlatılmasından yaklaşık 5,5 ay sonra, Dünya'dan milyarlarca ışık yılı uzaklıktaki galaksileri de içeren, evrenin bugüne kadarki en derin ve ayrıntılı tam renkli görüntüsünü elde etti.

12,5 saatlik gözlem sonucunda elde edilen bu görüntü, dünya kamuoyunda ve bilim çevrelerinde geniş yankı uyandırırken, bu adım James Webb'in ilk hedefini gerçekleştirebildiğini ve beklenen bilimsel performansı sergileyebildiğini ortaya koydu.

Görüntü, Dünya'dan yaklaşık 4,6 milyar ışık yılı uzaklıktaki "SMACS 0723" gökada kümesini ve Büyük Patlama'dan yaklaşık 13,1 milyar yıl sonrasına ait uzak galaksileri, bugüne kadar görülmemiş ayrıntılarla ortaya çıkardı.

Evrenin en net görüntüsü, dönemin ABD Başkanı Joe Biden tarafından 11 Temmuz 2022'de Beyaz Saray'da düzenlenen törende ilk kez kamuoyuyla paylaşıldı.

Biden, burada yaptığı konuşmada, söz konusu fotoğrafların ABD'nin gücünün bir göstergesi olacağını belirterek, "Bu fotoğraflar tüm dünyaya Amerika'nın büyük şeyler yapabileceğini gösterecek ve özellikle Amerikalı çocuklara hiçbir şeyin bizim kapasitemizin üzerinde olmadığını anımsatacak." değerlendirmesinde bulundu.

NASA Direktörü Bill Nelson da konuşmasında, "Bundan yüz yıl önce, yalnızca tek bir galaksi olduğunu düşünüyorduk. Günümüzde ise bu sayı sınırsız. Galaksimizde, milyarlarca yıldız var. Dahası milyarlarca yıldızı barındıran milyarlarca galaksi mevcut." ifadelerini kullandı.

NASA, ertesi gün, 12 Temmuz 2022'de de teleskobun elde ettiği diğer tam renkli görüntüler ve spektroskopik verileri de yayımladı.

Evrenin en uzak galaksilerinin keşfi

Evrenin en net görüntüsünün yayımlanması, dünya kamuoyunda ve bilim çevrelerinde geniş yankı uyandırırken, evrenin ilk dönemlerine ilişkin yeni keşiflerin de önünü açtı.

JWST'nin sağladığı yüksek çözünürlüklü gözlemler sayesinde bilim insanları, 2024'te Büyük Patlama'dan yaklaşık 300 milyon yıl sonrasına tarihlenen "JADES-GS-z14-0" adlı galaksiyi gözlemledi.

O tarihte doğrulanan en uzak galaksi olarak kayıtlara geçen "JADES-GS-z14-0", ilk galaksilerin beklenenden daha büyük ve parlak olduğunu ortaya koyarak erken evrene ilişkin mevcut modellerin yeniden değerlendirilmesine katkı sundu.

JWST'nin 2024'teki gözlemleri ayrıca, o tarihte bilinen en uzak galaksi olan JADES-GS-z14-0'da oksijen bulunduğuna ilişkin güçlü kanıtlar ortaya koydu.

Daha sonra JWST, "MoM-z14" adlı galaksiyi tespit etti. Büyük Patlama'dan yaklaşık 280 milyon yıl sonraki döneme tarihlenen bu galaksi 2026 itibarıyla doğrulanan en uzak galaksi olarak kayıtlara geçti.

Bu keşif, ilk yıldız ve galaksilerin sanılandan daha erken oluşmuş olabileceğine ilişkin yeni kanıtlar sağladı.

İlk galaksilerdeki alışılmadık kimyasal maddeler

Bilim insanları, erken evrende yalnızca hidrojen, helyum ve az miktarda lityumun bulunduğunu değerlendirirken, JWST'nin 2024'teki gözlemleri bu döneme ilişkin önemli yeni bulgular ortaya koydu.

Bazı erken dönem galaksilerinde Güneş'tekine göre daha fazla nitrojenin yanı sıra helyum, neon ve karbon bulunduğunun tespit edilmesi, bu galaksilerin sanılandan daha kısa sürede gelişmiş olabileceğine işaret etti.

Evrendeki bu kimyasal çeşitlilik ise galaksilerin evrimsel sürecine ilişkin mevcut bilgilerin yetersiz olabileceği şeklinde yorumlandı.

Erken dönem sönük galaksilerin keşfi

JWST, galaksi kümelerinin oluşturduğu "kütle çekimsel mercek" etkisinden yararlanarak normalde görülemeyecek kadar sönük galaksileri de gözlemledi.

Bu gözlemler, Büyük Patlama'nın ardından oluşan erken evrende beklenenden 4 kat daha fazla ışık yayan, çok sayıda küçük galaksi bulunduğunu ortaya koydu.

Söz konusu galaksilerin "Büyük Patlama"dan sonraki kozmik "karanlık çağın" sona ermesinde önemli rol aldığı değerlendiriliyor.

Ayrıca, JWST'nin yakın kızılötesi kamerası (NIRCam) görüntüleri sayesinde, "WHL0137-08" adlı galaksi kümesinin "mercekleme" etkisiyle "Earendel" adı verilen Güneş'ten iki kat daha sıcak, yaklaşık 1 milyon kat daha parlak ve kütlece daha büyük bir yıldız keşfedildi.

Earendel, "Büyük Patlama"dan 1 milyar yıl sonrasına tarihlendi.

Erken evrenin "küçük, parlak kırmızı noktalar"ı

JWST'nin görüntülerinde, bilim insanlarının "küçük, parlak kırmızı noktalar" adını verdiği, daha önce bilinmeyen çok sayıda gök cismi tespit edildi.

Söz konusu kırmızı noktaların, başlangıçta devasa galaksi kümeleri olduğu düşünülse de süper kütleli bir kara deliğin etrafında, saniyede binlerce kilometre hızlarda dönerken ışık yayan hidrojen gazı olabileceği değerlendiriliyor.

Bununla birlikte, söz konusu cisimlerin hem yıldız kümelerine hem de galaksi çekirdeklerine özgü özellikler taşıdığı da belirlendi.

Bu durum, bilim dünyasında farklı senaryoların tartışılmasına yol açarken, bazı araştırmacılar, bu yapıların galaksi çekirdeğine dönüşen yıldız kümeleri olabileceğini düşünüyor.

Çok gezegenli "HR 8799" sistemini gözlemledi

Bilim insanları, gezegen oluşumu araştırmaları için uzun süredir önemli bir hedef olan 130 ışık yılı mesafedeki çok gezegenli "HR 8799" sistemini gözlemledi.

James Webb'in yıldızların etrafındaki uzak gezegenleri inceleyen koronagraf cihazını kullanan araştırmacılar, bu sayede Güneş sistemi dışındaki bir gezegenin atmosferindeki karbondioksitin varlığını tespit etti.

Bulguların yaklaşık 30 milyon yaşındaki sistemin dört dev gezegeninin, Jüpiter ve Satürn gibi, yavaşça katı çekirdekler oluşturarak şekillendiğine dair güçlü kanıtlar sunduğu ifade ediliyor.