NASA, James Webb Teleskobu’nu kutlamak için çarpıcı bir görüntü yayınladı

Bugün, NASA’nın görev için ilk veri ve görüntüleri ifşa etmesinden 365 gün sonra, JWST’nin ciddi bilim ve aplomb ile güzel çekimler üretebileceği açık. NASA, JWST’nin bilimsel başlangıcının birinci yıl dönümünü, teleskopun evreni yeniden hayal etme yeteneğini gösteren yeni bir görüntünün yayınlanmasıyla kutluyor. Dramatik ve biraz sanrısal olan bu görüntü, bizimki gibi gezegen sistemlerinin oluşumunun ilk aşamalarında olabileceği, Dünya’ya en yakın yıldız oluşum bölgesi olan Rho Ophiuchi bulut kompleksinin dinamiklerini yakalıyor.

Bu ayın başlarında JWST projesinin baş bilim adamı olan NASA astrofizikçisi Jane Rigby, “Teleskop umduğumuzdan daha iyi çalışıyor” dedi.

Rigby, bilim camiasının gözlemlerin ilk yılı için gündemini planlamada biraz suskun kaldığını, ancak bu gelecek bilim yılının teleskopun yapabileceklerinden tam olarak yararlanacağını söyledi. “İkinci yılda çok daha cesur olduk.”

JWST’nin Güneş etrafındaki yolculuğu, hız tümsekleri olmadan olmamıştır. Bilim operasyonlarının ilk yılı, güvenlik nedenleriyle veri toplamada kısa bir duraklama ve proje yöneticilerini bundan böyle gözlemevini aşağı yukarı geriye doğru hareket ettirmeye zorlayan uzay tozuyla ciddi bir çarpışmayı içeriyordu.

Ancak teleskoptan indirilen verilerle çalışan bilim adamları, önceki Hubble Uzay Teleskobu tarafından toplanamayan ışığı toplayarak tayfın kızılötesi kısmını tararken performansından heyecan duyuyorlar.

Şimdiye kadarki manşet, JWST’nin erken evrende şaşırtıcı derecede parlak birçok gökada gördüğüdür. Bu biraz kafa karıştırıcı oldu.

Hayır, JWST büyük patlama teorisini çürütmedi. Kozmoloji, frenolojinin yolunu izlemedi. Ancak galaksi oluşumunun erken döneminden gelen çok fazla ışığın gözlemlenmesi, çok fazla kafa çizilmesine neden oldu. Gözlem ve teori henüz tam olarak uyumlu hale getirilmemiştir.

Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü JWST görev şefi fizikçi Massimo Steavelli, “Bence bir gerilim var” dedi. “Bu inkar edilemez, çünkü işler düşündüğümüzden farklı.”

JWST’den Önemli Bulgular

JWST, 1980’lerin sonlarında henüz fırlatılacak olan Hubble uzay aracının halefi olarak tasavvur edildi, ancak uzun yıllar gecikmelerden ve mali açıdan düşünen kanun koyucularla yakın karşılaşmalardan muzdaripti. 10 milyar dolarlık bir yatırım. Bir şey olması durumunda yedek parçaları mümkün kılacak türde modüler özelliklerle tasarlanmamıştır.

Aynı zamanda, uzayın derinliklerinde, onu Dünya’dan yaklaşık bir milyon mil uzakta tutan, L2 adı verilen güneşin etrafında yerçekimsel olarak kararlı bir yörüngede. NASA’nın şu anda astronotları L2’ye ve geri götürmek için uzay gemileri yok.

Bütün bunlar, bilim adamlarının teleskopun planlandığı gibi çalıştığı sevincini artırıyor.

Bu tasarıma sahip bir teleskop için yıl oldukça sorunlu. Teleskop aynalarının güneşe yakın herhangi bir yeri gösteremeyecek kadar soğuk tutulması gerekir, bu nedenle Venüs’ün güzel JWST görüntülerini görmeyi beklemeyin. Ancak tam bir yörünge, teleskopa evrenin çoğunu kapsama şansı verir.

2021 Noel sabahı fırlatılan JWST, aslında bir buçuk yıl yörüngede döndü, ancak ilk altı ay, devasa altın kaplama koleksiyonunu konuşlandırmaya ayrılmıştı. Altıgen aynalar ve onu serin tutmak ve enstrümanlarını ayarlamak için genişleyen bir güneşlik.

Bu aynaların topladığı ışık, en uzak, en sönük, güçlükle algılanabilen gökadalardan ön plandaki daha parlak gökadalara ve kendi Samanyolu’muzdaki yıldız oluşturan toz ve gaz bulutlarına kadar evrenin birden çok katmanı hakkında bilgi taşır. Yakın komşumuz olan güneş sistemine baktı ve Jüpiter ve Satürn’ün bilimsel verilerle dolup taşan posterlere layık görüntülerini geri verdi.

Erken evren, JWST’nin en ilginç ve bazen şaşırtıcı araştırmalarını yürüttüğü yerdir. Amaç, erken evrenin nasıl evrimleştiğini, galaksilerin nasıl oluştuğunu ve büyük bir galaksinin sarmal kollarından birinin üzerindeki bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegende bulunduğumuz yere nasıl geldiğimizi anlamaktır.

Santa Cruz California Üniversitesi’nde teorik astrofizikçi olan Brant Robertson, “Evimiz Samanyolu,” dedi. “Bu bir galaksi. Çok güzel bir galaksi. İçinin fotoğraflarını çekebiliriz. Ama şu soru akla geliyor: Buraya nasıl geldi? Nasıl oluştu?”

Bu kozmik arkeoloji, JWST’nin ilk etapta inşa edilmesinin nedenidir. Evrenin ilginç bir özelliği de ışığın sonsuz olmasıdır. Daha sönükleşiyor ama Büyük Patlama’dan bu yana meydana gelen uzayın genişlemesiyle büyük ölçüde spektrumun kızılötesi kısmına kaydırılan eski ışık da dahil olmak üzere hala orada. Astrofizikçiler JWST’yi araştırma için çok kullanabilirler Kırmızıya kayması daha yüksek olan galaksiler, geçmişin derinliklerine inerler.

Robertson, yakın zamanda yayınlanan iki makaleden birinin yazarlarından biridir. JWST tarafından şimdiye kadar tespit edilen ve onaylanan en uzak gökada, JADES-GS-Z13-0 olarak adlandırılmıştır. Büyük Patlama’dan yaklaşık 320 milyon yıl sonrasına karşılık gelen 13.2’lik bir kırmızıya kaymada bulundu. Daha yüksek bir kırmızıya kaymaya sahip galaksilerin var olabileceğine dair iddialar olduğunu, ancak bunların onaylanmayı beklediklerini söyledi.

Galaksinin neye benzediği sorulduğunda, “Bu bir leke” dedi.

Ama ya bir şekilde bir uzay gemisine binip kendinizi farklı solucan deliklerinden uzak geçmişe götürebilseydiniz ve o galaksinin yanında gezinebilseydiniz? O zaman neye benzeyecek?

Robertson, “Eğer tam yanında olabilseydiniz, galaksinin kendisi gözlerinize çok mavi gelirdi çünkü yıldız oluşturuyor” dedi. “Erken evrende çok parlak mavi olurdu.”

Erken galaksiler hakkında bir gizem

Hemen, erken evren hakkındaki JWST verilerine bakan gökbilimciler, beklentileri aşan bir şey keşfettiler: çok sayıda Garip parlak galaksiler.

Parlaklık, kütlenin bir yaklaşımıdır. Bu nedenle, genellikle çok parlak galaksilerin çok kütleli olduğu varsayılır. Ancak galaksilerin büyümek için zamana ihtiyaçları vardır. Teorisyenler daha önce erken galaksilerin evrimi için genel bir zaman çizelgesi oluşturmuşlardı ve JWST tarafından tespit edilenler ilk bakışta yaşlarına göre oldukça olgun görünüyor.

JWST, bilim insanlarına erken evrendeki galaksi oluşumunun bir şekilde önceden bilinenden daha verimli olduğunu söyleyebilir.

“Bu çok erken galaksilerin nasıl oluştuğu ve yıldızlarının nasıl büyüdüğüyle ilgili teorilerimizde yapmamız gereken bazı ince ayarlar var” dedi. Rochester Institute of Technology’de astrofizikçi olan Cihan Kartaltepe.

Rigby, “Gördüğümüz hiçbir şey bana kozmolojiyi bozduğumuzu düşündürmüyor” dedi. “Bize söylediği şey, galaksilerin bizim onlara kredi verdiğimizden daha önce birlikte çalıştıkları.”

Astrofizikçi olmayan bizler için beklenenin aksine, karadelikler bu ilk galaksilerin parlaklığında başka bir faktör olabilir. Bir kara delik, tanımı gereği, ondan ışığın bile kaçamayacağı kadar yoğun bir yerçekimi alanına sahip bir yapı olsa da, kara deliğin etrafındaki bölge, aşırı ısınmış gaz ve toz olay ufkuna doğru düşerken parlayabilir.

Geçen yıl, o zamanlar Austin’deki Texas Üniversitesi’nde doktora öğrencisi olan Rebecca Larson garip bir şey gördü. Çok çok uzaklardaki CEERS 1019 adlı bir galaksiden gelen verileri incelerken. 13 milyar yıldan daha uzun bir süre önce – evren dönerken ve galaksiler sıcak, genç, parlak mavi yıldızlardan oluşan küçük, kötü biçimli kümelerken.

Larson, CEERS 1019’un kalbinden gelen alışılmadık derecede parlak ışık karşısında şaşırmıştı. “Bu da ne böyle?” Düşündüm.

Doğru tahmin ettiğiniz şey süper kütleli bir kara delik. Galaksi, genç yaşına rağmen, bilim insanlarının kütlesinin 10 milyon güneşe eşit olduğunu tahmin ettiği bir kara delik oluşturmayı başardı. Larson ve meslektaşlarından gelen bir rapor, bunu şimdiye kadar keşfedilen ilk süper kütleli kara delik olarak tanımlıyor.

Dış gezegenlerde heyecan

Geçen yıl, JWST’nin astrofizikçi Garth Illingworth’un sözleriyle bir “spektral merkez” olduğunu da göstermeye başladı. Gözlemlenmekte olan nesne hakkında bilgi taşıyan topladığı ışığın tayfını yakalamada harika olduğu kanıtlanmıştır.

Bu yetenek, teleskobun ilk büyük keşiflerinden birini sağladı: uzak bir yıldızın yörüngesinde dönen dev bir gezegen olan WASP 39b’nin atmosferindeki karbondioksit. Mevcut teknoloji ile gezegenin kendisi görünmüyor. Ancak ana yıldızının önünden veya arkasından geçerken, yıldız ışığındaki değişiklikler gezegenin atmosferi hakkındaki bilgileri kodlar.

NASA astrofizikçisi Nicole Colon, gezegenin tarihine kadar hiç kimsenin bir ötegezegenin atmosferinde kesin bir karbondioksit tespiti yapmadığını söyledi.

“Bu özelliğin spektral imzasını ilk gördüğümüzde çok güzeldi” dedi. “Yüzümüze çarptı. Bu çok büyük bir sinyal ve harikaydı.”

Açık olmak gerekirse, spektrumlara bakan bilim adamları, gerçek görüntülere değil, verilerin grafiksel gösterimlerine bakıyorlar. Süper kütleli kara deliği bulan Larson, o galaksideki parlak bir merkezi bölgenin spektral görüntüsü karşısında o kadar şaşırmıştı ki, kendi sözleriyle, “JWST’den gerçek görüntülere bakmayı hiç düşünmemiştim.”

İşte o zaman Kartaltepe ona galaksinin teleskopla elde edilen görüntüsünü gösterdi. Dikkat çekici bir şekilde, galakside biri özellikle ortada olmak üzere üç parlak nokta vardır. Bu, Larson’ın süper kütleli kara deliğiydi.

“Ağlamaya yeni başladım” dedi.