Bilinen en uzak galakside oksijen tespit edildi
JADES-GS-z14-0 adlı bu uzak galaksinin içeriğinde ağır elementlerin bulunması, astronomları şaşkınlığa uğrattı. Çünkü bu bulgu, galaksilerin nasıl oluştuğu ve evrimleştiği konusunda bugüne dek kabul edilen birçok varsayımı sorgulatıyor. Henüz evrenin bebeklik dönemine ait olan bu galaksinin bu kadar “olgun” görünmesi, kozmik zamanın düşündüğümüzden çok daha hızlı aktığını gösteriyor olabilir.
AYBİKE EDİZ
Bu dikkat çekici keşif, ilk olarak James Webb Uzay Teleskobu (JWUT) tarafından tespit edilen JADES-GS-z14-0’ın varlığıyla başladı. Işığı 13,4 milyar yıl mesafeden gelen bu galaksi, evren henüz çok genç yaşlardayken parlıyordu. Ancak asıl sürpriz, ALMA (Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi) teleskobuyla yapılan gözlemlerden geldi: Bu genç galakside oksijenin izleri bulundu. ALMA’nın tayf analizleriyle tespit ettiği [O III] çizgisi, galaksinin tayfsal kırmızıya kaymasının z ≈ 14,18 olduğunu yüksek hassasiyetle doğrularken aynı zamanda galakside beklenmedik ölçüde ağır elementlerin varlığına işaret etti.
Kırmızıya kayma, evrenin genişlemesiyle birlikte gök cisimlerinin bizden uzaklaştığını ve bu uzaklaşma nedeniyle yaydıkları ışığın dalgaboyunun büyüyerek kırmızıya doğru kaydığını ifade eder. Bu etki, gök cisimlerinin bizden ne kadar uzakta olduğunu anlamamıza yardımcı olur. Yapılan tayf ölçümleri sayesinde galaksinin uzaklığı, yalnızca %0,005 gibi olağanüstü bir belirsizlikle tespit edildi. Kırmızıya kayma ölçümündeki %0,005’lik hassasiyet, 1 kilometrelik bir mesafeyi yalnızca 5 santimetrelik hata payıyla ölçmek kadar yüksek bir doğruluk anlamına gelir. Bu, bir futbol sahasını gözünüz kapalı çizip sadece birkaç santimetrelik hata yapmak gibidir. Bu sayede galaksinin fiziksel özellikleri ve evrimi üzerine yapılan çıkarımlar çok daha güvenilir hale geliyor.
Ancak burada durup sorulması gereken temel bir soru var: Bu kadar erken bir evrede oksijen nasıl oluşmuş olabilir? Evrenin ilk yıldızları, yalnızca Büyük Patlama’dan arta kalan hafif elementlerden, yani hidrojen ve helyumdan oluştu. Oksijen gibi ağır elementler, yıldızların yaşam döngüsünün son evrelerinde oluşur ve süpernova patlamalarıyla çevrelerine yayılır. Yani bir galakside oksijenin varlığı, daha önce birkaç nesil yıldızın doğmuş ve ölmüş olması gerektiğini gösterir. Oysa galaksi oluşum modelleri, bu kadar kısa sürede böyle bir metal zenginliğinin oluşmasını öngörmez.
Teorik olarak, ilk galaksilerin yalnızca hafif elementler içeren birinci nesil yıldızlara ev sahipliği yapması bekleniyordu. Oksijen gibi elementler ancak ikinci nesil yıldızlarla evrene yayılmaya başlamalıydı.
Burada “ağır element” terimi biraz teknik bir anlam taşıyor. Astronomide, hidrojen ve helyum dışındaki oksijen, karbon, demir gibi tüm elementler “ağır” kabul edilir ve “metal” olarak sınıflandırılır. Çünkü bu elementlerin hiçbiri Büyük Patlama ile oluşmadı; hepsi yıldızların içinde meydana geldi ve daha sonra çevreye yayıldı. Dolayısıyla bu tür elementlerin tespiti, galaksinin kimyasal olarak ne kadar olgun olduğunu gösterir. Nitekim yapılan analizler, JADES-GS-z14-0 galaksisinin beklenenden yaklaşık on kat daha fazla ağır element içerdiğini ortaya koydu.
Araştırmayı yürüten iki bağımsız ekibin üyeleri, bu keşfin kendileri için de ne kadar şaşırtıcı olduğunu vurguluyor. “Bebekler beklerken karşımıza bir ergen çıktı” diyor araştırmanın başyazarlarından Sander Schouws. Bir diğer araştırmacı, İtalya’daki Scuola Normale Superiore’den Stefano Carniani ise, “Bu galaksinin şimdiden bu kadar gelişmiş olması, galaksi oluşumunun ilk evrelerine dair bakış açımızı tamamen değiştiriyor.” yorumunu yapıyor. Her iki ekip de ALMA ile yapılan bu gözlemlerin, JWUT verilerinin ötesine geçerek galaksilerin iç yapısına ve evrimine dair eşsiz bir pencere açtığını belirtiyor.
Bu keşif, kozmik zamanın erken döneminde galaksi evriminin tahmin edilenden çok daha hızlı ve karmaşık olabileceğini gösteriyor. Bu bulgu bize bir kez daha gösteriyor ki evren sürprizlerle dolu ve bildiklerimiz, tek bir gözlemle altüst olabilir.
