Bugün, NASA’nın görevin ilk veri ve görüntü grubunu yayınlamasından 365 gün sonra, JWST’nin zor bilim ve güzellik sahnelerini eşit tutkuyla üretebileceği açık. NASA, JWST’nin bilim lansmanının birinci yıldönümünü kutladı yeni bir filmin çıkışı, teleskopun evreni yeniden hayal etme yeteneğini gösteriyor. Bu dramatik, biraz sanrısal görüntü, bizimki gibi gezegen sistemlerinin oluşumunun ilk aşamalarında olabileceği, Dünya’ya en yakın yıldız oluşum bölgesi olan Rho Ophiuchi bulut kompleksinin aktivitesini yakalıyor.
Bu ayın başlarında JWST’nin kıdemli proje bilimcisi olan NASA astrofizikçisi Jane Rigby, “Teleskop beklediğimizden daha iyi performans gösteriyor” dedi.
Rigby, bilim camiasının gözlemlerin ilk yılı için gündemi planlamada biraz muhafazakar davrandığını, ancak bu gelecek yıl Bilimin teleskopun yapabileceklerinden tam olarak yararlanacağını söyledi. “İkinci yılda daha cesur oluyoruz.”
JWST’nin Güneş etrafındaki yolculuğu, hız tümsekleri olmadan olmadı. Bilimsel operasyonların ilk yılı, güvenlik nedenleriyle veri toplamada kısa bir duraklama ve proje yöneticilerini şu andan itibaren gözlemevini aşağı yukarı geriye doğru uçurmaya zorlayan uzay tozuyla kalp durduran bir çarpışmayı içeriyordu.
Ancak teleskobun indirilen verileriyle çalışan bilim adamları, teleskobun, tayfın kızılötesi kısmına bakan ve selefi Hubble Uzay Teleskobu’nun yapamadığı ışığı toplayan performansından heyecan duyuyor.
Şimdiye kadarki büyük manşet, JWST’nin erken evrende şaşırtıcı derecede parlak bazı gökadalar tespit etmesidir. Biraz kafa karıştırıcıydı.
Hayır, JWST Big Bang teorisini çürütmez. Kozmoloji, frenolojinin yoluna gitmez. Ancak galaksi oluşumunun ilk aşamalarından gelen çok fazla ışık gözlemleri, bazı kafaların çizilmesine neden oldu. Gözlem ve teori pek uyumlu değil.
Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden JWST misyon lideri fizikçi Massimo Stiavelli, “Bir gerilim olduğunu düşünüyorum” dedi. “Bu inkar edilemez çünkü işler düşündüğümüzden farklı.”
JWST’nin Temel Bulguları
JWST, 1980’lerin sonlarında, henüz piyasaya sürülmemiş Hubble’ın halefi olarak oluşturuldu, ancak yıllarca süren gecikmeler ve bütçe sıkıntısı çeken milletvekilleriyle neredeyse ölüme yakın bir karşılaşma ile karşı karşıya kaldı. 10 milyar dolarlık bir yatırım. Bir şeyler ters giderse parçaların değiştirilmesini sağlayan modüler özelliklerle tasarlanmamıştır.
Ve uzayın derinliklerinde, Dünya’dan yaklaşık bir milyon mil uzakta, Güneş’in etrafında L2 adı verilen yerçekimsel olarak kararlı bir yörüngede. NASA’nın şu anda astronotları L2’ye ve geri taşıyacak bir mekiği yok.
Bütün bunlar, teleskopun planlandığı gibi çalıştığı bilim adamları arasındaki mutluluğu pekiştiriyor.
Bu tasarımdaki bir teleskop için bir yıl çok önemlidir. Teleskopun aynaları çok soğuk olmalı ve Güneş’in yakınında herhangi bir yere çevrilemez, bu nedenle Venüs’ün güzel JWST görüntülerini görmeyi beklemeyin. Ancak tam bir yörünge, teleskopa evrenin çoğunu kapsama fırsatı verir.
2021’de Noel sabahı fırlatılan JWST, aslında bir buçuk yörünge yaptı, ancak ilk altı ay devasa altın kaplama dizisini kullanmaya ayrıldı. Altıgen aynalar ve geniş bir güneşlik hem onları serin tutar hem de enstrümanlarına ince ayar yapar.
Bu aynalar tarafından toplanan ışık, uzak, sönük, güçlükle algılanabilen gökadalardan ön plandaki en aktif gökadalara ve kendi Samanyolu’muzdaki yıldız oluşturan toz ve gaz bulutlarına kadar evrenin pek çok katmanı hakkında bilgi taşır. Ve yakın komşumuz olan Güneş Sistemine bakıyor, Jüpiter ve Satürn’ün bilimsel verilerle dolu posterlere layık görüntülerini geri gönderiyor.
Erken evren, JWST’nin en ilginç ve bazen kafa karıştırıcı araştırmalarından bazılarını yaptığı yerdir. Amaç, erken evrenin nasıl oluştuğunu, galaksilerin nasıl oluştuğunu ve büyük bir galaksinin sarmal kollarından birinde bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegende bulunduğumuz yere nasıl geldiğimizi anlamaktır.
Santa Cruz California Üniversitesi’nden teorik astrofizikçi Brandt Robertson, “Evimiz Samanyolu,” dedi. “Bu bir galaksi. Bu güzel bir takımyıldız. İçeriden fotoğraf çekebiliriz. Ama bu şu soruyu akla getiriyor: Buraya nasıl geldi? Nasıl oldu?”
JWST’nin ilk etapta üzerine inşa edildiği bu kozmik arkeolojidir. Evrenin garip bir özelliği de ışığın sonsuz olmasıdır. Soluyor, ama hâlâ orada, en eski ışık da dahil olmak üzere, Büyük Patlama’dan sonra meydana gelen uzayın genişlemesiyle tayfın kızılötesi kısmına büyük ölçüde kaydı. Astrofizikçiler JWST kullanarak çok daha fazlasını tarayabilir Yüksek kırmızıya kaymalı galaksiler, geçmişin daha da derinlerine inerler.
Robertson, bunu açıklayan son iki makaleden birinin yazarlarından biridir. Şimdiye kadar tespit edilen ve JWST tarafından onaylanan en uzak gökadanın adı JADES-GS-Z13-0’dır. Büyük Patlama’dan yaklaşık 320 milyon yıl sonrasına denk gelen kırmızıya kayma 13.2’de keşfedildi. Daha yüksek kırmızıya kaymalarda olası galaksilerin iddiaları var, ancak onaylanmayı bekliyorlar, dedi.
Galaksinin neye benzediği sorulduğunda, “Bu bir damla” dedi.
Peki ya bir şekilde bir uzay gemisine binebilseydiniz, kendinizi çeşitli solucan deliklerinden geçerek uzak geçmişe götürebilseydiniz ve o galaksinin yanında yörüngeye girebilseydiniz? O zaman neye benzeyecek?
Robertson, “Eğer onun hemen yanında olabilirseniz, galaksi gözleriniz için çok mavi olacaktır çünkü yıldızlar oluşturuyor” dedi. “Erken evrende çok mavi parlak olurdu.”
İlk zamanlarla ilgili bir bilmece
Şimdi, erken evrene ait JWST verilerine bakan gökbilimciler, beklentilere meydan okuyan bir şey buldular: çok fazla Farklı parlak galaksiler.
Parlaklık, kütle için bir yaklaşımdır. Bu nedenle, en parlak galaksiler genellikle en kütleli olarak kabul edilir. Ancak galaksilerin büyümesi zaman alır. Teorisyenler daha önce erken galaksilerin evrimi için genel bir zaman çizelgesi geliştirdiler 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 söylüyor olabilir.
“Bu erken galaksilerin yıldızlarını nasıl oluşturup büyüttüğüne dair teorilerimizde bazı ayarlamalar yapmalıyız” dedi. Jayhan Kurtaldeb, Rochester Institute of Technology’de bir astrofizikçi.
Rigby, “Gördüğümüz hiçbir şey bize kozmolojiyi çözdüğümüzü düşündürmüyor” dedi. “Bu bize galaksilerin eylemleri için onlara kredi verdiğimizden daha önce birleştiğini söylüyor.”
Astrofizikçi olmayan bizler için karadelikler, bu erken galaksilerin parlaklığında başka bir faktör olabilir. Kara delik, tanımı gereği, ışığın bile kaçamayacağı kadar yoğun bir çekim alanına sahip bir sistem olsa da, gaz ve toz ısınıp olay ufkuna doğru düşerken kara deliğin etrafındaki bölge parlar.
Geçen yıl, o zamanlar Austin’deki Texas Üniversitesi’nde doktora öğrencisi olan Rebecca Larson garip bir şey fark etti. CEERS 1019 adlı en uzak galaksiden gelen verileri incelediğinde. Işık – 13 milyar yıl önce – evrenin yuvarlandığı ve galaksilerin sıcak, genç, parlak mavi yıldızlardan oluşan küçük, garip şekilli kırışıklar olduğu zamanlar.
Larson, CEERS 1019’un merkezinden gelen alışılmadık derecede parlak ışık karşısında şaşırmıştı. “Nasıl bir gaddarlık?” düşündü.
Bunu – doğru bir şekilde – süper kütleli bir kara delik olarak tahmin etti. Galaksi, genç olmasına rağmen, bilim adamlarının 10 milyon güneşe eşit bir kütleye sahip olduğunu tahmin ettiği bir kara delik büyütmeyi çoktan başardı. Larsen ve meslektaşları tarafından hazırlanan rapor, onu şimdiye kadar tespit edilen ilk aktif süper kütleli kara delik olarak tanımlıyor.
Dış gezegenler hakkında heyecanlı
Geçen yıl, astrofizikçi Garth Illingworth’un sözleriyle JWST’nin “spektroskopik bir güç merkezi” olduğunu göstermeye başladı. Gözlemlenmekte olan nesne hakkında bilgi içeren topladığı ışık tayfını seçmede 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, JWST’ye kadar hiç kimsenin bir ötegezegenin atmosferinde güvenilir bir şekilde karbondioksit tespit etmediğini söyledi.
“Bu özelliğin spektral imzasını ilk kez gördük ve çok güzeldi” dedi. “Yüzümüze vurdu. Ve işte bu harika sinyal, harikaydı.
Açık olmak gerekirse, spektrumlara bakan bilim adamları, gerçek görüntülere değil, verilerin grafiksel sunumlarına bakıyorlar. Süper kütleli kara deliği keşfeden Larson, o galaksideki merkezi bir parlak bölgenin spektral imzasından o kadar etkilendi ki, kendi deyimiyle, “JWST’den gerçek görüntüler göreceğimi hiç düşünmemiştim.”
O zaman Kurtaldeb ona takımyıldızın görüntüsünü teleskopla gösterdi. Şaşırtıcı bir şekilde, galaksinin özellikle ortasında parlak bir nokta olmak üzere üç parlak noktası vardı. Bu, Larson’ın en büyük kara deliği.
“Ağlamaya başladım” dedi.
