Genç Evren’deki Yaşlı Gökada

Şimdiye kadar gözlenen en uzak gökadalardan biri gökbilimcilerin bu tür uzak yılıdız oluşum sistemlerinde ilk kez toz tespiti yapmalarını ve Büyük Patlama’dan sonra gökadaların hızlı evrimlerine dair umut verici kanıtlar elde etmelerini sağladı.ALMA teleskop dizgesinin kullanıldığı yeni gözlemlerde A1689-zD1 adlı gökada içindeki soğuk tozun neden olduğu sönük ışımanın tespiti ve ESO’nun Çok Büyük Teleskopu ile de uzaklığının ölçülmesi hedeflendi.

Darach Watson (Kopenhag Üniversitesi) liderliğindeki gökbilimciler ekibi şimdiye kadar bulunan en genç ve en uzak gökadaları gözlemek için Çok Büyük Teleskop üzerindeki X-shooter aygıtı ile birlikte Atacama Büyük Mlimetre/milimetre-altı Dizgesi’ni (ALMA) kullandılar. Beklenilenden daha fazla evrimleşmiş bir sistem keşfettiklerinde şaşırmışlardı.Buldukları Samanyolu gibi oldukça olgun bir gökadaya ait toz parçalarıydı. Bu tür tozlar yaşam için hayati önemde olup gezegenlerin, karmaşık moleküllerin ve normal yıldızların oluşumlarına yardım etmektedir.

Gözlemlerin hedefinde A1689-zD vardı.

Parlaklığı, yeryüzü ile bu genç gökada arasında yer alan gösterişli gökada kümesi Abel 1689 tarafından kütleçekimsel merceklenme nedeniyle dokuz kez arttırıldığı için gözlenebilir olmuştur. Kütleçekimin artırıcı etkisi olmadan çok sönük olan bu gökadadan gelen sönük ışıltıyı tespit etmek neredeyse imkansız olacaktır.

A1689-zD1’i gözlerken aslında Evren’in 700 milyon yıl yaşındaki haline bakıyoruz — şimdiki yaşının yüzde beşi kadar. Görece sade bir sistem — Evren’in bu zamanına ait daha önce gözlenen nesneler ve daha genel gökada örneklerine göre çok daha az kütleli ve parlak görünüyor.

A1689-zD1’in gözlendiği zaman Evren’in tarihindeki yeniden-iyonlaşma dönemine rastlamaktadır. Bu aşamada ilk oluşmaya başlayan yıldızlar ışımaya başlayarak kozmik şafağın önünü açmış ve uzun süren Karanlık Çağ’ın durgunluğunu sona erdirerek ilk kez muazzam büyüklükteki ve ışığı geçiren Evren’i aydınlatmaya başlamışlardır. Yeni oluşmuş bir sistem gibi görünen gökada, zengin kimyasal içeriği ve yıldızlar-arası toz bolluğu nedeniyle gözlemcileri şaşırtmıştır.

“VLT’yi kullandıktan sonra gökadanın uzaklığını belirlediğimizde,” diyor Darach Watson, “daha önce ALMA ile gözlenmiş olduğunun farkına vardık. Çok fazla bir şey beklemiyorduk, ama şunu söyleyebilirim ki, sadece ALMA’nın daha önce gözlemiş olması değil, ortada açık bir tespit olduğu için hepimiz oldukça heyecanlandık.ALMA Gözlemevi’nin ana amaçlarından biri de, Evren’in erken dönemlerindeki gökadalarda bulunan soğuk gazı ve tozdan kaynaklanan ışımayı bulabilmekti — ve bizde şimdi bunu yaptık!”

Bu gökada kozmik bir bebek — ancak büyümüş de küçülmüş gibi. Bu yaştaki bir gökadada kimyasal elementlerin burada olmaması gerekiyor — gökbilimde hidrojen ve helyumdan daha ağır şeyler gökbilimde metaller olarak tanımlanıyor. Bunlar yıldızların merkezlerinde üretililiyor ve ya yıldız öldüğünde ya da patladığında Evren’in uzak köşelerine ve geniş alanlara saçılıyorlar. Eğer ortada ciddi miktarda karbon, oksijen ve azot gibi kimyasal içerik bolluğu varsa, burada nesillerce yıldız yaşamının tekrar etmiş olması gerekiyor.


A1689-zD1 gökadasının şaşırtıcı bir şekilde uzak kırmızı-ötesi dalgaboylarında ışıma yaptığı görülüyor, bu da burada çok sayıda yıldızın meydana geldiğini ve önemli miktarda metal bolluğuna sahip olduğunu gösteriyor, ve sadece toz değil, olgun gökadaların sahip olabileceği benzerlikte toz-gaz oranına sahip olduğu görülüyor.

“Gökada tozlarının kökeni henüz belli olmasa da,” diyor Darach Watson, “bulgularımıza göre buradaki yıldız üretimi çok hızlı bir şekilde gerçekleşmiş, Evren’de yıldız oluşumu başladıktan sadece500 milyon yıl içerisine yani — yıldızların milyarlarca yıllık yaşam sürelerine kıyaslarsak, kozmolojik zaman dilimi açısından oldukça kısa bir süre.”

Bulgular A1689-zD1’in Büyük Patlama’dan 560 milyon yıl sonra önemli oranda yıldız oluşumuna sahip olduğunu gösteriyor, ya da yıldız oluşumu açısından durağan bir döneme ulaşmadan hızlı bir şekilde olağandışı yıldız üretimi aşamasından hızlı bir şekilde geçtiğini.

Bu sonuçlardan önce, gökbilimciler arasında bu kadar uzak gökadaların bu şekilde tespit edilemeyeceğine dair kuşkular vardı, ancak B1689-zD1 kısa bir ALMA gözleminden sonra tespit edilebildi.

Araştırma sonuçlarını özetleyen makalenin ikinci yazarı Kristen Knudsen (Chalmers Teknoloji Üniversitesi, İsveç) şunu ekliyor, “Şaşırtıcı derecede tozlu olan gökadanın ilk nesil yıldızlarnıı üretme konusunda acelesi varmış gibi. Gelecekte, ALMA ile bu ve benzeri gökadaları bulmaya devam edeceğiz, ve neden bu kadar büyüme heveslisi olduklarını öğreneceğiz.”

Bu araştırma D. Watson ve arkadaşlarınca kaleme alınan “A dusty, normal galaxy in the epoch of reionization” başlıklı bir makale olarak Nature dergisinin 2 Mart 2015 sayısında yayımlanacaktır.

Araştırma ekibinde D. Watson (Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Danimarka), L. Christensen (University of Copenhagen), K. K. Knudsen (Chalmers University of Technology, İsveç), J. Richard (CRAL, Observatoire de Lyon, Saint Genis Laval, Fransa), A. Gallazzi (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, İtalya) ve M. J. Michalowski (SUPA, Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, Birleşik Krallık) yer almaktadır.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 16 ülke tarafından desteklenmektedir: Avusturya, Belçika, Brezilya, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili'nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal'da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop'u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO var olan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA'nın ana ortağıdır. ESO şu anda Paranal civarındaki Cerro Armazones’te 39-metre çaplı "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmektedir.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Ankara Üniversitesi (Ankara), Çağ Üniversitesi (Mersin), Başkent Üniversitesi (Ankara), İstanbul Üniversitesi (İstanbul), İzmir Yüksek Teknoloji Üniversitesi (İzmir) ve Max Planck Yer-Ötesi Fiziği Enstitüsü’nden (Almanya) uzman kişiler yer almaktadır.