James Webb Telescope, evreni neyin iyonize ettiğini bulmaya yaklaşıyor

Gökbilimciler, sözde “sızdıran” galaksilerin, nötr yıldızlararası gazı iyonize eden evrenimizdeki son büyük dönüşüm çağını tetiklemekten sorumlu olabileceğini belirlediler.

Milyarlarca yıl önce evrenimiz bugün olduğundan çok daha küçük ve çok daha sıcaktı. Çok erken zamanlarda o kadar küçük ve sıcaktı ki, elektronların atom çekirdeğinden ayrıldığı bir plazma halindeydi. Ancak evren kabaca 380.000 yaşındayken, elektronların çekirdeklerinde yeniden birleşerek nötr atomlardan oluşan bir çorba oluşturabileceği noktaya kadar soğudu.

Ancak günümüz evreni ile ilgili gözlemler, evrendeki hemen hemen tüm maddenin nötr olmadığını ortaya koymaktadır. Bunun yerine, bir kez daha plazma halinde iyonize edilir. Evrenin nötr gazını iyonize bir plazmaya dönüştürmek için aradan geçen milyarlarca yıl içinde bir şeylerin olması gerekiyordu. Gökbilimciler bu olayı Yeniden İyonlaşma Çağı olarak adlandırıyorlar ve bunun Büyük Patlama’dan sonraki ilk birkaç yüz milyon yıl içinde gerçekleştiğinden şüpheleniyorlar. Ancak bu dönüştürücü olayın nasıl ilerlediğinden emin değiller.

Modern kozmolojideki en büyük tartışmalardan biri yeniden iyonlaşmanın kaynağıdır. Bir hipotez, kuasarların sorumlu olduğudur. Kuasarlar, muazzam miktarlarda yüksek enerjili radyasyon pompalayan süper kütleli kara delikleri çevreleyen ultra parlak çekirdeklerdir. Bu radyasyon, evreni kolayca doldurabilir ve onu nötrden iyonize hale getirebilir. Ancak bu hipotezle ilgili sorun, kuasarların nispeten nadir olmaları ve bu nedenle evrenin hacmini kaplamakta güçlük çekmeleridir.

Başka bir hipotez, yıldız oluşumu bakımından zengin genç galaksilerin sorumlu olduğudur. Bu senaryoda, nötr gazı iyonlaştırma işlemi evrene daha fazla yayılmıştır. Her bir galaksi, yalnızca yakın çevresindeki gazı iyonlaştırabilir, ancak çok fazla galaksi olduğundan, tüm evreni yeniden iyonlaştırmak mümkündür. Ancak bunu yapmanın tek yolu, galaksilerden ve çevredeki ortama yeterince yüksek enerjili radyasyon sızmasıdır.

Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, bu hipotezi araştırmak için James Webb Uzay Teleskobu’nu kullandı. Galaksilerden çıkan radyasyonu doğrudan inceleyemezler, çünkü bu radyasyon bizimle o galaksiler arasındaki milyarlarca ışıkyılı değerindeki madde tarafından emilir. Bunun yerine başka ipuçları aramak zorunda kaldılar. James Webb’in uzak galaksileri inceleme yeteneğini kullanarak, galaksilerin ne kadar kompakt ve yıldız oluşumu açısından ne kadar zengin olduklarını ölçebildiler. Daha sonra bu galaksileri, onlardan sızan radyasyon miktarının bir tahminini oluşturmak için günümüz evreninde bulunan benzer galaksilerle karşılaştırabildiler.

Erken evrendeki galaksilerin ortalama olarak mevcut yüksek enerjili fotonlarının kabaca %12’sini sızdırdığını tahmin ediyorlar. Bu, nispeten kısa bir süre içinde tüm kozmosun potansiyel olarak yeniden iyonlaşması için yeterlidir. Bulgular dergide yayınlandı Astronomi ve Astrofizik.

Bununla birlikte, astronomların yapmak zorunda olduğu çok sayıda varsayım nedeniyle sonuçlar kesin değil. Ancak bu uzun süredir devam eden kozmik bilmeceyi çözmede ilgi çekici bir yöne işaret ediyor.