James Webb Uzay Teleskopu Evrende Neler Keşfedecek?

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopuDış gezegenlerde yaşam arayacak olan James Webb 2018’de ve Evren’in genişlemesinden sorumlu karanlık enerjiye bakacak olan WFIRST de 2024’te fırlatılıyor. İnsanlığın en güçlü gözlemevleri olan yeni uzay teleskopları karanlık maddenin sırlarını keşfedecek ve Evren’in ilk yıldızlarını görecek.

Hubble’dan 3 kat güçlü

James Webb uzay teleskopu Hubble gibi görünür ışıkla değil, kızılötesi ışıkla resim çekiyor; yani ışık yerine ısıyı görüyor. Hubble’dan yaklaşık 3 kat güçlü olan ve 3 kat uzağı gören James Webb, bunun için 6,5 metre çapında dev bir ayna kullanıyor.

Ayna o kadar büyük ki teleskop borusuna sığmıyor. Bu yüzden James Webb uzayda çıplak aynayla dolaşacak ve aleti ısıtıp yakacak olan güneş ışığından korunmak için de özel körüklü şemsiye kullanacak.

Yine kızılötesi ışıkta çalışan WFIRST ise aslında Hubble kadar güçlü bir teleskop ve bu yüzden Hubble’dan daha uzağı göremeyecek. Ancak, 288 megapiksellik dev kamerasıyla Hubble’dan binlerce kat hızlı çalışacak ve Evren’de çok geniş bir alanı tarayıp aynı anda binlerce yıldızı analiz edecek.

Kısacası James Webb, Hubble’dan uzağı görürken WFIRST de uzayı tüm teleskoplardan hızlı tarayarak bilimsel keşifleri hızlandıracak.

İlgili yazı: Harvard Uzaylılar Radyo Sinyalleri Gönderiyor Dedi

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

2013 yılı itibariyle Dünya’da çalışan gözlemevleri ve uzay teleskopları (görünür ışık, gama ışınları, X-ışınları, kızılötesi, morötesi, milimetre altı, mikrodalga, radyo dalgaları): Herschel, Planck, Specktr-R, HESS, SALT, Keck, Germini Observatory/AURA, CARMA, Greenbank ve VLA. Büyüktmek için tıklayın.

 

Bilimsel devrim zamanı

Artık bilimde öyle bir çağa geldik ki işimiz atomdan küçük parçacıkları görüntülemek veya Evren’in sınırındaki en uzak galaksileri görmek. Bu cesur yeni dünyada teknolojinin sınırları, bilimin sınırlarını belirliyor. Örneğin, astronomide yeni keşifler yapmak için yeni uzay teleskopları gerekiyor.

Genellikle teknolojik ilerleme aşamalı olarak gerçekleşiyor; yani devrimsel buluşlar yerine önceki buluşları iyileştirmekle yetiniyoruz. Oysa bugün mevcut teknolojiyle yapılabilecek bilimin sınırlarına ulaştık. Bu yüzden Evren ve galaksiler nasıl oluştu gibi temel sorularımız yanıtsız kalmaya başladı.

James Web ve WFIRST uzay teleskopları ise sıradan teleskoplar değil. Bunlar o kadar güçlü ki en temel fizik problemlerini çözmemizi sağlayan veriler sağlayacaklar. Yeni teleskoplarımızla büyük patlamadan yola çıkıp kuantum kütleçekim kuramı ve sicim teorisine kadar birçok bilimsel modeli test edebiliriz.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

James Webb ve Hubble karşılaştırması.

 

Peki neler keşfedecekler?

Şubat ayında kaybettiğimiz Amerikalı astrofizikçi Neil Gehrels, proje liderliğini üstlendiği WFIRST için “Uzay teleskopları sayesinde Evren’in başlangıcında oluşan ilk yıldızların ışığını görebileceğiz. Uzayda bu tür pek çok yıldız kalıntısı olmalı” demişti.

Gerçekten de yeni teleskopların uzaydan yaptığı gözlemlerle astronomi tarihini değiştiren Hubble’a layık olabilmesi için çok şey başarması gerekiyor. 1990’da fırlatılan Hubble, uzak galaksilerdeki yıldızları tek tek seçebiliyor ve Evren’in başlangıcından kalan ilk galaksileri görebiliyor (son rekoru 13,4 milyar ışık yılı).

Ancak, Hubble teleskopunun merceği insan gözünden çok farklı: Hubble çok uzağa baktığı zaman çok dar bir alanı görebiliyor. WFIRST çok daha geniş bir alanı görecek ve James Webb de Kepler teleskopunun keşfettiği Dünya benzeri gezegenlerde hayat arayacak.

İlgili yazı: İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

WFIRST kızılötesi geniş alan uzay teleskopu. NASA’nın WFIRST teleskopu 2024’te fırlatılacak ve uzayda karanlık enerjiyi araştıracak. Evren’in genişlemesi gittikçe hızlanıyor; ama sabit hızda artıyor. Genişleme katlanarak hızlanırsa Evren 22 milyar yıl sonra parçalanarak yok olacak.

 

Gelecek yıl başlıyor

2018 yılının Ekim ayında fırlatılacak olan James Webb uzay teleskopunun bende anısı var; çünkü mesleğe 1999 yılında, Doğan Burda bünyesindeki Focus popüler bilim dergisinde başladım ve Focus’ta çıkan ilk yazımda uzay teleskoplarını anlatmıştım.

O zamanlar James Webb’in 2015’te fırlatılacağı söyleniyordu. Bu tarih 2018’e kaldı, ama fırlatma anı yaklaştıkça heyecan artıyor.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Hubble ve kızılötesi James Webb uzay teleskopunun aynalarının karşılaştırması.

 

Yer teleskoplarında eksik var

Bugün gelişmiş ışık düzeltme teknikleri sayesinde yeryüzündeki birçok teleskop en az Hubble kadar net resimler çekebiliyor; fakat Webb, Hubble’dan yaklaşık 3 kat güçlü. Öyle ki atmosferin dışında olduğu için yeryüzünde inşa edilen yeni kuşak Magellan teleskopundan daha uzağı görebilecek.

James Webb atmosferin yıldız ışığını bulandırmasından etkilenen yer teleskoplarından çok daha net görüntüler elde edecek.

Bu yüzden insanlık bir daha asla uzay teleskoplarından daha güçlü yer teleskopları geliştirmeyecek. Bu iş artık çok pahalıya gelecek ve bunun yerine uzaya teleskop göndermek tercih edilecek.

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

James Webb’in aynasının altında teleskopu güneş ışınlarından ve yüksek ısıdan koruyan 6 katlı bir körüklü güneş perdesi var.

 

Işık yutan canavar

James Webb o kadar güçlü bir teleskop ki Hubble’ın tersine, görebildiği bütün gökcisimlerinin rengini ve tayfını ölçerek tek tek fotonları yakalayacak. Hubble ise sadece yakın gökcisimlerinde tayf analizi yapabiliyordu.

Bir yıldızın fiziksel özelliklerinin doğrudan ışık tayfına yansıdığını düşündüğümüzde, gördüğü bütün cisimlerin ışık analizini yapabilen bir teleskopun önemini daha iyi kavrıyoruz. James Webb dış gezegenlerin atmosferinin tayf analizini yaparak yabancı dünyalarda hayat arayacak.

İlgili yazı: Dünya’ya En Çok Benzeyen Gezegen Bulundu

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Sanki yıldız destroyeri.

 

Neden uzay teleskopu?

İlk bakışta cevabı basit: Uzayda hava yok ve yıldız ışığı daha net. Bu doğru; ama uzay teleskopları geliştirmenin bir sebebi daha var. O da atmosferin ışığı oluşturan bazı dalga boylarını filtre etmesi ve yeryüzüne geçirmemesi.

Oysa uzaydan bakınca bütün dalga boylarını görüyorsunuz. Bu da uzak yıldızları daha detaylı analiz etmenizi veya yerden bakınca görülmeyen yıldızları bulmanızı sağlıyor.

Öte yandan, WFIRST teleskopunun Hubble’dan daha güçlü olmadığını söyledik. Öyleyse neden uzaya yeni bir teleskop gönderiyoruz? Bunun bir nedeni de Hubble’ın kullanım ömrünü tamamlayacak olması.

Aslında Hubble’ı ana aynasını uzaydaki zorlu şartlarda deforme olana dek, yani 2040’a kadar kullanmamız mümkün. Ancak, bir saatten sonra Hubble’ı onarmak yerine yeni teleskop fırlatmak daha ucuza gelecek. Ayrıca kızılötesi ışıkta çalışan WFIRST, Evren’i 100 Hubble hızında tarayacak.

Püf noktası

100 kat hızlı çalışan bir teleskop yeryüzünde 100 kat hızlı çalışan bilgisayar ve 100 kat büyük depolama alanı gerektiriyor. Bunun dışında teleskopun bant genişliği de önemli. Yoksa teleskopun toplayacağı milyonlarca terabaytlık veriyi Dünya’da işlemek uzun yıllar alır ve keşifler gecikir.

İlgili yazı: Kuantum Bilinç: İnsan Beyni Kuantum Bilgisayar mı?

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

NASA James Webb’in aynasını monte ediyor.

 

23 günde 500 bin galaksi

Hubble eXtreme Deep Field (çok derin alan) kamerası ile gökyüzündeki bir alanı 23 günde tararsanız 5500 galaksi bulursunuz. WFIRST ise 23 günde 500 binden fazla galaksi bulacak. Geniş bakış açısı Evren’deki gökcisimlerinin sayısını hesaplamayı da kolaylaştıracak.

Her Ay 500 bin galaksi bulan bir uzay teleskopu sadece Evren’deki toplam galaksi ve yıldız sayısını hesaplamayı kolaylaştırmakla kalmayacak, aynı zamanda kırmızı cüce yıldızların mavi devlere oranını daha kesin hesaplamayı da sağlayacak. Bu da hayata elverişli yıldızları saymak için önemli.

Peki ya James Webb ve WFIRST mevcut teorileri test etmenin ötesine geçerek Evren’de yepyeni gökcisimleri keşfederse? İşe Webb’in yapabilecekleriyle başlayalım:

İlgili yazı: Roket Şirketi Elektrikli Uçan Araba Üretiyor

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Trappist-1 ve güneş sistemi karşılaştırması. Trappist-1 gezegenleri yaklaşık Dünya büyüklüğünde. Ultra soğuk kırmızı cüce yıldız ise Jüpiter büyüklüğünde. Büyütmek için tıklayın.

 

1. Hayata elverişli dış gezegenler

Geçen yıla dek Dünya benzeri yaşanabilir gezegenleri sadece Güneş’e benzeyen yıldızların çevresinde arıyorduk. Ancak, Dünya’ya en yakın yıldız olan ve kırmızı cüce sınıfına giren Proxima centauri bu denklemi değiştirdi. Böylece yaşanabilir gezegenleri kırmızı cücelerin çevresinde aramaya başladık.

Ardından, ultra soğuk kırmızı cüce TRAPPIST-1 çevresinde dönen yedi kayalık gezegen bulduk. Üstelik bunların üçü güneşe uygun uzaklıktaydı.

Ultra soğuk yıldızlar diğer kırmızı cücelerin tersine, gezegenlerin atmosferini uzaya üfleyen ölümcül güneş rüzgarlarına yol açmıyor. Bu nedenle Dünya benzeri gezegen arayışı ultra soğuk cücelerle sürüyor.

İlgili yazı: Şemsiyeli Uzay Teleskopu Starshade

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

WFIRST

 

Jüpiter kadar küçük

Jüpiter Güneş Sistemi’nin en büyük gezegeni olabilir ama TRAPPIST-1 yıldızı neredeyse Jüpiter kadar küçük; çünkü ultra soğuk kırmızı cüceler gerçekten ufak yıldızlar.

Elbette Jüpiter’den daha büyük bir kütleye sahipler ve çok daha sıcaklar; fakat sıcaktan şişip genişlemiyorlar. Ne de olsa kendi ağırlığıyla ezilip büzülüyorlar! Kırmızı cücelerin küçük olması uzayda dünya benzeri gezegen bulmayı da kolaylaştırıyor:

İlgili yazı: Nemesis: Dünya’ya Göktaşı Savuran Ölüm Yıldızı

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Kırmızı cüce ve gezegenleri.

 

Uzayda hayat arayışı

Kırmızı cüce yıldızların gezegenleri yıldıza çok yakın ve yıldıza göre çok büyük. Bu yüzden Dünya’dan bakınca gölgelerini seçmek kolay. Bu da uzayda Dünya benzeri gezegen bulmamızı kolaylaştırıyor.

Tek sorun kırmızı cücelerin soluk olması ve daha çok kızılötesi radyasyon yayması. James Webb bu yüzden kızılötesi dalga boyunda çalışıyor. Böylece uzak ve ultra soğuk kırmızı cücelerin çevresindeki gezegenleri görecek.

James Webb’in montajı tamamlandı

 

Uzayda nasıl hayat buluruz?

TRAPPIST-1 gezegenlerinin genel olarak hayata elverişli olduğunu biliyoruz ve James Webb bu gezegenlerde hayat arayacak:

Yıldız ışığı gezegenlerin atmosferini arkadan aydınlatınca hava katmanı belirli dalga boylarını emip diğerlerini geçiriyor. Bu da atmosferde oksijen, karbondioksit ve metan gibi sera gazları olup olmadığını görmemizi sağlıyor. Sonuçta oksijen hayatın ve karbondioksit de çevre kirliliğinin işareti olabilir.

Ben uzaylıyı kokusundan tanırım yazısında anlattığımız gibi, bu tür gazlar dış gezegenlerde sanayi devrimi yapmış gelişmiş bir uzaylı uygarlığı olduğunu gösterebilir.

İlgili yazı: Bilim İnsanları DNA Üzerine Veri Depoladı

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Büyük yırtılma karanlık enerjinin şiddeti artarsa gerçekleşecek. Büyütmek için tıklayın.

 

2. Karanlık enerji ve büyük yırtılma

Karanlık enerji Evren’in gittikçe hızlanarak genişlemesinden sorumlu ve bir teoriye göre karanlık enerjinin şiddeti zaman içinde katlanarak artacak. Bu da uzayın genişleme hızının katlanarak artması; yani uzayın genişlemek yerine yeniden şişmeye başlaması demek ve uzayın hızla şişmesi evrenin geleceğini kökten etkileyecek:

Bugün uzay boşluğu sadece galaksiler arasındaki büyük mesafelerde genişliyor, ama evren yeni bir şişme evresine girerse yıldızlar arasındaki uzay boşluğu da genişleyemeye başlayacak. Bu da yıldızların yerçekimine rağmen birbirinden uzaklaşmasına yol açacak.

Öyle ki 22 milyar yıl sonra galaksileri oluşturan yıldızlar birbirinden kopup uzaya savrulacak. Şişme süreci Evren’in son anlarında iyice kontrolden çıkacak ve Güneş Sistemi de genişlemeye başlayınca bu kez gezegenler uzaya savrulacak.

Sonra Dünya şişerek parçalanacak. Son olarak da şişme süreci elektronları atomlardan koparacak ve atom çekirdeklerini oluşturan protonlarla nötronları birbirinden ayıracak. Böylece uzaydaki madde tümüyle yok olacak ve Evren yeni bir büyük patlama ile küllerinden doğacak.

Korku filmi gibi

Fizikte buna büyük yırtılma diyoruz. WFIRST uzak galaksilerin birbirinden uzaklaşma hızını ölçerek karanlık enerji şiddetinin artıp artmadığına bakacak. Böylece gelecekte büyük yırtılma olup olmayacağını gösterecek.

İlgili yazı: Fizik Yasalarını Bozan Karanlık Enerji

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

İlk yıldızlar.

 

3. İlk yıldızlar ve galaksilerin doğuşu

Bugün Evren 13,78 milyar yıl yaşında ve Hubble uzay teleskopu 13,4 milyar ışık yılı uzağı; yani Evren’in 380 milyon yıl yaşındaki halini görebiliyor. James Webb ise keskin kızılötesi gözleri ile Evren’in 200-275 milyon yaşındaki halini görecek.

Böylece bize galaksilerin ne zaman oluştuğunu söyleyecek. Bu bilgi kozmoloji açısından önemli. Örneğin, ilk yıldızlarla galaksiler teorilerde öngörülenden yüz milyon yıl önce oluşmuşsa modellerimizi buna göre düzelteceğiz.

Tabii ilk yıldızların bu kadar yaşlı olması; yani uzaydaki ilk ışığı oluşturan ve Evren 380 bin yaşındayken yayınlanan kozmik mikrodalga artalan ışımasından bu kadar kısa süre sonra oluşması başka bir sorun yaratacak:

Bu kez de yıldızları oluşturan gaz ve tozu bir araya çeken yerçekimi sabitini değiştirmek zorunda kalacağız. Ne de olsa bugün kütleçekim sabitinin şiddetini biliyoruz ve buna göre ilk yıldızların büyük patlamadan 400 milyon yıl sonra oluşmuş olması gerekiyor.

İlgili yazı: Kara delik teleskopu Aragoskop

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

2016 itibariyle Kepler’in keşfettiği gezegenler. Çoğu süper Dünya ve mini Neptün boyunda; ama Kepler daha küçük gezegenleri kolayca görecek kadar uzağı seçemiyor. Kısacası teleskopun sınırları Evren’in sınırları değildir. Henüz Evren’de hangi tür gezegenlerin daha yaygın olduğunu bilecek veriye sahip değiliz. Büyütmek için tıklayın.

 

Yerçekimi ve büyük yırtılma

ilk yıldızlar daha erken oluştuysa bunun tek bir açıklaması var: Yerçekimini yaratan kütleçekim kuvveti Evren’in gençliğinde daha güçlüydü ve gaz bulutlarının daha hızlı toplanmasına yol açarak yıldızların da daha erken oluşmasını sağladı. Ancak, kütleçekim kuvveti son 13 milyar yılda zayıfladı.

Elbette kütleçekimin zamanla zayıflaması karanlık enerjiyi de etkileyecek! Sonuçta karanlık enerji evrenin gittikçe hızlanarak genişlemesine yol açıyor ve kütleçekim kuvveti zamanla zayıflıyorsa, yerçekimi gelecekte karanlık enerjiye yenik düşebilir.

Bu durumda evren büyük yırtılma senaryosunda olduğu gibi parçalanmasa bile, önümüzdeki 5 milyar yıl içinde tahminlerden daha hızlı genişleyebilir ve galaksilerin birbirinden çok daha erken kopmasına sebep olabilir (Bunun vahim sonuçlarını zaman neden geleceğe akıyor yazısında anlattım).

Oysa kütleçekimin zamanla zayıflaması bilinen fizik yasalarına aykırı ve James Webb teleskopu Evren’in geçmişine bakıp kütleçekimin zayıfladığını tespit ederse fizikte gerçek bir devrim yaşanacak.

Kara deliklerin hikayesi

Her durumda galaksilerin oluşumu biraz da süper kütleli kara deliklere bağlı ve yeni teleskopların Evren’deki ilk kara delikleri de araştırması gerekiyor.

İlgili yazı: NASA Trappist-1 Sisteminde 7 Yeni Dış Gezegen Keşfetti

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

James Webb (soldaki dikdörtgen) Hubble’dan çok daha geniş bir alanı görecek; ama Evren çok büyük!

 

4. Galaksilerden eski kara delikler

Bazı kara delikler evrenden eski yazısında açıkladığımız gibi, uzaydaki süper kütleli kara deiklerin bir kısmının galaksilerden çok daha yaşlı olması gerekiyor. Bu yazıda sözünü ettiğimiz kara delikler evrenden eski değil; ama patlayarak yok olan ilk yıldızların kalıntılarından oluştukları için galaksilerin büyükbabası sayılırlar.

Nasıl oluştular?

Evren oluştuğu zaman uzayda hidrojen, helyum ve az miktarda lityumdan başka bir element yoktu. Bu saydıklarımız da hafif elementlerdi. Öyle ki kendi ağırlığıyla çöktükleri zaman yeterince sıkışıp ısınarak nükleer füzyon başlatmaları ve yıldıza dönüşmeleri zordu.

Bu yüzden, Evren’in ağır elementlerden temiz olduğu gençlik yıllarında bugünkünden çok daha büyük olan dev yıldızlar oluştu. Bu durum yıldızların termal dengesiyle ilgili: Normalde yıldızlar yandığında maddenin çökmesi duruyor ve ısının yarattığı genleşme etkisi çevredeki gazı uzaya püskürtüyor.

Oysa ilk yıldızların oluşması için o kadar büyük bir gaz kütlesinin toplanması gerekti ki bunlar dev boyutlara ulaştılar. Ancak, normal yıldızlardan çok daha fazla gaz içeren dev yıldızlar sahip oldukları yakıtı yüksek sıcaklıkta hızla yaktılar. Böylece birkaç milyon yıl içinde süpernova halinde patladılar.

İlgili yazı: Kozmik ışınlar Bilgisayar ve Telefonları Nasıl Bozuyor?

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Hubble ancak dar alanda uzağı görebiliyor. Büyütmek için tıklayın.

 

Geriye kara delikler kaldı

Süpernova kalıntısı ilk süper kütleli kara delikler galaksileri oluşturan dev gaz bulutlarını üstüne çekti. Ardından birbiriyle çarpışarak daha büyük kara delikler oluşturdu. Bugün galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara deliklerin bunlardan oluştuğunu sanıyoruz.

James Webb ve WFIRST, ilk kara deliklerin nasıl oluştuğunu ve nasıl büyüdüğünü görecekler. Böylece galaksilerin nasıl oluştuğunu gösterecekler.

İlgili yazı: Lazer ışınları ile Göğe Açılan Pencere

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Hubble 13,4 milyar ışık yılı uzağı görebiliyor. James Webb daha da uzağı görecek.

 

5. Dünya benzeri küçük gezegenler

Bugüne dek Kepler uzay teleskopu ve diğer yer teleskopları Dünya’dan büyük olan çok sayıda gezegen buldu: Süper dünyalar, mini Neptünler ve sıcak Jüpiterler… Ancak, büyük gezegenlerin hiçbiri bildiğimiz anlamda hayata elverişli değil.

Elbette bu durum Dünya benzeri gezegenlerin Evren’de nadir olduğunu göstermiyor. Aslında elimizdeki teleskoplar Dünya boyunda çok sayıda gezegen bulacak kadar güçlü değil. Bu yüzden yalnızca en yakındaki gezegenleri görebiliyorlar.

Keskin gözlü WFIRST ise uzayda daha uzağa bakarak çok sayıda Dünya benzeri gezegen bulacak. Aslında bunu biraz da gezegenlerin görüntüsünü büyüten komşu yıldızlar sayesinde başaracak. Nasıl yapacağına gelince:

İlgili yazı: Gerçek Jurassic Park: Mamut ve Dinozorlar Klonlanacak

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Cüce galaksilerde yeni yıldızlar oluşurken radyasyon yayarak yıldız doğuran civar gazı uzaya dağıtıyorlar. Böylece normal madde yıldızlar arası uzayda kaybolurken karanlık madde yerinde kalıyor. Yeni doğan yıldızlar genellikle diğer yıldızların doğumunu engelliyor. Ancak, üfledikleri gaz başka gazla çarpışırsa sıkışma bölgelerinde yeni yıldızlar oluşuyor.

 

İmdat Einstein!

4 kere patlayan süpernova yazısında anlattığım gibi, büyük kütleli gökcisimleri arkadan gelen yıldız ışığını büküyor ve mercek etkisiyle büyütüyor. Böylece arkadaki küçük cisimleri görmemizi sağlıyor. Yıldızlar da büyük kütleli gökcisimleri sınıfına giriyor.

Bu bağlamda, küçük gezegenler aradığımız yıldız sisteminin önünden büyük bir yıldız geçerse bu yıldız, arkadaki yıldız ışığını ve aynı zamanda o yıldızın önünden geçen minik gezegenlerin gölgesini büyütecektir. WFIRST Dünya boyundaki ve daha küçük gezegenleri bu şekilde bulacak.

Uzayda birbirinin çevresinde dönen iki yıldızndan oluşan ikili yıldız sistemlerinin yaygın olması da işimizi kolaylaştıracak ve daha çok sayıda gezegen bulmamıza izin verecek. Özellikle de hafif gezegenler tahmin edilenden daha büyük olduğu ve teleskopla daha kolay göründüğü için:

Düşük kütleli gezegenler en az Mars boyunda olacak; çünkü hafif oldukları için kendi içine çökerek yeterince sıkışmayacaklar. Bu yüzden Dünya’nın onda biri büyüklüğündeki gezegenlere genellikle cüce gezegen diyoruz; ama Dünya’nın onda biri ağırlığındaki gökcisimleri tam boy gezegen sınıfına giriyor. 😉

İlgili yazı: Çoklu Evren: En Yakın Komşu Evren Nerede?

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Hubble eXtreme Deep Field (çok derin alan) çekimi Evren’in en uzak yerlerini görüntüledi.

 

6. En büyük yıldızlar ne kadar büyük?

Bugün bilinen en büyük kütleli yıldız Tarantula Bulutsusu’nda ve 260 Güneş kütlesinde. Ancak, Evren’de ilk oluşan yıldızlar 300, 500 veya 1000 yıldız kütlesinde olabilir. James Webb Evren’in ilk yıldızlarına bakarak bunu ölçecek.

7. Karanlık madde var mı?

Bugün galaksilerin nasıl oluştuğunu anlamak için görünmez karanlık maddenin varlığını kabul ediyoruz. Karanlık madde galaksileri bir arada tutan ek yerçekimini sağlıyor. Öte yandan, Evren’de oluşan ilk cüce galaksilerde karanlık maddeye göre daha fazla normal madde olması gerekiyor.

Bunun nedenine gelince: Yoğun yıldız oluşumu (aynı anda binlerce yıldızın oluşması) yıldız beşiği gazları uzaya püskürten şiddetli radyasyon basıncına, yani güneş rüzgarlarına yol açıyor.

Güneş rüzgarları nedeniyle ilk galaksilerde yıldız oluşumu hızla durdu. İşler böyle devam etseydi Evren’de yeni yıldızlar doğmayacak ve güzel Dünyamız da oluşmayacaktı. Ancak Evren yıldız oluşumunu canlandırmanın bir yolunu buldu:

İlgili yazı: Kızıl Nova: İkiz Yıldızlar 2022’de çarpışacak

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Çarpışan galaksiler yeni yıldız oluşumunu tetikliyor.

 

Galaksi çarpışmaları

Karanlık madde ve süper kütleli kara deliklerin etkisiyle birbirine yaklaşan galaksiler çarpışarak daha büyük galaksiler oluşturmaya başladılar. Bu süreç galaksilerin elinde kalan gaz bulutlarını bir araya toplamasını sağladı ve ikinci kuşak yıldız oluşumunu tetikledi.

İlk büyük galaksilerin ortaya çıkması Güneşimiz gibi üçüncü kuşak yıldızların da oluşmasını sağladı: Büyük kütleli galaksilerde daha fazla yıldız vardı ve dolayısıyla yerçekimi alanı daha güçlüydü.

Güçlü yerçekimi, genç yıldızların yeni yıldızlar doğuracak olan gaz bulutlarını uzaya üflemesini önledi ve çok sayıda ikinci kuşak yıldızın süpernova halinde patlaması da uzaktaki gazları sıkıştıran şok dalgaları yarattı. Güneş gibi hayata elverişli üçüncü kuşak yıldızlar şok dalgalarının uzaydaki gazları sıkıştırması sayesinde oluştu.

İlgili yazı: Evren İçi Boş Bir Hologram mı?

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

WISE kızılötesi teleskopunun tam gök taraması. WFIRST daha uzağı daha net görecek. James Webb ise Hubble’dan daha geniş bir alanı çok daha net görecek; yani ilk kez Evren’in yüksek çözünürlüklü panorama resimlerini çekeceğiz. Hubble çok uzağı net görüyordu ama çok dar alanlarda.

 

Normal madde azalıyor mu?

Hayır, aslında Evren yaşlandıkça uzaydaki normal madde miktarı azalmıyor. Sadece büyük galaksilerde normal madde tükenmeye başladı. Bunun 4 sebebi var.

  • 10 milyar yıldır oluşan yıldızlar, galaksilerin güçlü yerçekimine rağmen büyük miktarda gazı uzaya üflediler.
  • Galaksilerin çarpışması sırasında karanlık madde büyük miktarda gaz ve toz bulutunu galaksilerin dışına itti.
  • Galaksi merkezindeki süper kütleli aktif kara delikler büyük miktarda gazı ışık hızının yüzde 90’ı ile galaksiler arasındaki uzaya püskürttü.
  • Ayrıca galaksiler çarpıştıkça büyüdü ve cüce galaksilerin sayısı azaldı. Bu yüzden galaksilerin çarpışma sıklığı da azaldı ve uzaya kaçan gazı tekrar toplayan mekanizma gücünü yitirmeye başladı.

Geri kalan madde ise kara delikler, gezegenler, nötron yıldızları, beyaz cüceler ve uzun ömürlü kırmızı cücelerde toplanmış durumda. Bu atıl kütle kimsenin işine yaramaz, yeni dünyalar doğurmaz.

İlgili yazı: Kendini gezegenini yutan yamyam yıldızlar

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

Kara delikler civardaki gazı yutarak yeni yıldız oluşumunu önlüyor.

 

Evren’in soluğu kesiliyor

Dolayısıyla günümüzdeki galaksilerde karanlık maddenin oranı normal maddeden daha fazla ve WFIRST işte bu senaryonun Evren’deki ilk cüce galaksiler için de geçerli olup olmadığına bakacak. İlk galaksilerde normal maddenin oranı daha fazlaysa klasik karanlık madde teorileri kanıtlanmış olacak.

Böylece “Karanlık madde yoktur ve karanlık madde sandığımız şey yerçekimi şiddetinin uzak mesafelerde değişmesidir” diyen kütleçekim modifikasyon teorilerini de çürütmüş olacağız. Bugüne kadar galaksilerin nasıl oluştuğunu hep karanlık maddeyle açıkladığımız için hangi teorinin doğru olduğu astrofizikçiler için büyük önem taşıyor.

İlgili yazı: Hiperküp: Evren Neden Üç Boyutlu?

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

James Webb’in maketi

 

Özetlersek

James Webb kızılötesi uzay teleskopu dört konuya odaklanacak:

  • Evren’deki ilk yıldızlar ve büyük patlamadan sonra gelen karanlık çağların ardından Evren’in yıldız ışığıyla ilk kez aydınlanması (yeniden iyonlaşma).
  • Galaksilerin oluşması ve birleşerek büyümesi.
  • Yıldızlar ve gezegenlerin oluşumu ve
  • Yaşanabilir gezegenlerle uzayda hayatın araştırılması.

WFIRST optik uzay teleskopu ise öncelikle karanlık enerjinin şiddetini ölçecek ve zaman içinde güçlenip güçlenmediğine bakacak. Bunun için de farklı kaynaklar kullanacak:

  • Süpernova patlamaları. Normal maddenin uzaydaki dağılımı.
  • Büyük kütleli gökcisimlerinin ışığı bükerek yol açtığı mercek etkisi.
  • Doğrudan gözlemler ve
  • Yakın kızılötesi dalga boyunda geniş uzay taraması.

İlgili yazı: Dört Boyutlu Madde Bulundu: Zaman Kristalleri

James_Webb-wfirst-nasa-teleskop-uzay_teleskopu

 

Şaşırt bizi!

Ancak, bilim insanlarını en çok heyecanlandıran şey uzay teleskopları ile mevcut fizik teorilerini kanıtlamak değil. Astrofizikçileri asıl heyecanlandıran şey, yeni teleskopların mevcut teorilerin yanlış olduğunu gösterme ihtimali.

O zaman uzayda karanlık madde olmadığını, yerçekimi şiddetinin zaman içinde veya uzak mesafelerde değiştiğini ve Evren’in 22 milyar yıl sonra büyük yırtılma yok olacağını kabul edeceğiz. Bu arada James Webb teleskopu komşu yıldızlarda gelişmiş bir dünya dışı uygarlık bulursa fena olmaz tabii. 🙂

James Webb’in keşifleri

One Comment

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*