Evrende Oluşan İlk Molekül Bulundu

NASA’nın uçan gözlemevi SOFIA büyük patlamadan sonra evrende oluşan ilk molekülü buldu. Evren 100 bin yaşındayken oluşan ve hiç değişmeden kalan helyum hidrür molekülleri 3000 ışık yılı uzaktaki NGC 7027 bulutsusunda bulundu. El değmemiş ilk molekül bize evrenin nasıl oluştuğunu gösterecek.

İlk molekül için uçan gözlemevi

NASA’nın bütün gözlemevleri uzay teleskopu olacak diye bir kaide yok. İngilizce Kızılötesi Astronomi için Stratosfer Gözlemevi kelimelerinin kısaltması olan SOFIA, bir Boeing 747 SP1 uçağıyla yüksek irtifada uçuyor. Uçağın yan tarafındaki bir kapaktan temiz gökyüzüne bakan SOFIA teleskopu, galaksimizdeki gaz ve toz bulutlarıyla diğer gökcisimleri inceliyor.

NGC 7027 adlı gezegenimsi bulutsu ise Güneş benzeri bir yıldızın dış katmanlarını uzaya üfleyerek beyaz cüceye dönüşmesi esnasında oluşmuş bulunuyor. Peki neden ilk molekül evren 100 bin yaşındayken oluştu?

Bunun sebebi evrenin büyük patlamadan sonra çok sıcak ve küçük bir yer olması. Evren o sıralarda o kadar sıcaktı ki hidrojen, helyum ve lityumdan meydana gelen ilk atomlar bile zor oluşmuştu. Ancak, evren 100 bin yaşına eriştiğinde yeterince genişledi, böylece madde ile radyasyon seyreldi ve uzayın sıcaklığı düştü. Sonuç olarak hidrojen ve helyum atomları birleşerek helyum hidrür molekülünü oluşturdu.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

İlk molekül helyum hidrür

Her ne kadar helyum hidrür molekülünü laboratuarda üretmiş olsak da ilk kez uzayda tespit etmiş bulunuyoruz. Sonuçta ilk molekül oluştuğu zaman evrende henüz ışık bile yoktu. Daha doğrusu ışık maddeyle eşleşmişti, sıcak ve mat plazma halindeki gazın içinden çıkıp uzayda serbestçe yol alamıyordu.

İşte ilk molekül helyum hidrür bu tür cehennemi bir ortamda ortaya çıktı ve galaksilerin bazı bölgelerinde günümüze kadar hiç değişmeden kaldı ki yine bu nedenle evrenin nasıl oluştuğuna dair önemli ipuçları içeriyor.

Nitekim Silikon Vadisi’ndeki SOFIA Bliim Merkezi Direktörü Harold Yorke diyor ki “Bu molekül uzayda gizlenmiş bizi bekliyordu, ama bizim de doğru aygıtlarla doğru gözlemler yapmamız gerekiyordu. SOFIA bunu yapmak için kusursuz bir donanım.”

İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?

 

Moleküler hidrojen

Evrendeki ilk molekül ilk yıldızların oluşmasına yardım ettiği için önemli. Evren yeterince soğuduğunda hidrojen atomları helyum hidrürle reaksiyona girerek moleküler hidrojeni oluşturdular ki bu da yıldızların ham maddesidir.

Böylece ilk yıldızlar ortaya çıktı, ömrünün sonunda süpernova olarak patlarken hidrojen, helyum ve lityum dışındaki diğer ağır elementleri sentezledi. Sonuçta 5 milyar yıl önce Güneşimiz gibi daha çok sayıda hayata elverişli gezegen doğurabilecek olan popülasyon I yıldızları doğdu.

Her durumda uzayda bugüne dek helyum hidrür bulamamış olmamız ilk molekül konusunda yanılıyor olduğumuzu gösterebilirdi. SOFIA projesinin ortağı olan Almanya’nın Bonn kentindeki Max Planck Enstitüsü Radyo Astronomi bölümünden Rolf Guesten, NGC 7027’de nihayet helyum hidrür bularak bu sıkıntıyı aştığımızı söylüyor.

Aslında NGC 7027 bulutsusunu ilk molekül için 1970’lerden beri tarıyoruz. Bunun nedeni de bölgedeki yaşlı yıldızların yaydığı yüksek sıcaklık ve yoğun morötesi radyasyonun helyum hidrür oluşmasına izin vermesi.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Hangi ilk molekül?

Yine de dikkat etmemiz gereken bir detay var: Bugün evrendeki bütün helyum hidrür molekülleri büyük patlamadan 100 bin yol sonra oluşmadı. Hatta NGC 7027’deki moleküller birkaç milyar yıl önce oluşmuş olabilir.

Ancak, kozmoloji ve astrofizik teorilerinde öngörülen helyum hidrürün gerçek hayatta var olduğunun anlaşılması bu teorileri doğruluyor. İlk yıldızların nasıl oluştuğuyla ilgili modellerimizi de destekliyor. Elbette evrende büyük patlamadan beri değişmeden kalan ilk molekül örnekleri de var; ama bunları tespit etmek ve orijinal olduklarını garanti etmek geleceğin teleskoplarına kalacak.

İlgili yazı: 10 Adımda kara deliğe düşen astronota ne olur?

 

SOFIA ilk molekül için nasıl çalıştı?

SOFIA teleskopu 14 kilometre irtifadaki kuru havada, stratosfer tabakasında rutubetten uzak temiz gözlemler yaptı. Atmosferik dalgalanmaların havayı bulandırmadığı irtifada yıllar süren gözlemlerin sonucunu bu yıl aldı. Bu süreçte yeni ekipmanla sürekli güncellenen SOFIA’nın gözlem gücü gittikçe arttı.

En yeni güncellemelerden biri de yıldız ışığı tayfında özellikle helyum hidrür çizgilerinin görülmesini sağlayan özel bir gözlem kanalı çipiydi. Önceki teleskoplarda bu mikroçip yoktu ve artık helyum hidrürün bulunmuş olması, diğer teleskopların, sadece bu bant aralığında yeterince duyarlı olmadıkları için ilk molekülü bugüne dek bulamadığını gösteriyor.

Gerçi helyum hidrürün moleküler hidrojeni tetiklemesiyle oluşan ilk yıldızlar da gayet sıra dışıydı: Siyah ışık saçan ilk yıldızlar; gelecekteki galaksiler, yıldız sistemleri ve ikinci kuşak yıldızları oluşturacak olan nötr hidrojen atomlarının elektronlarını kopardı. Böylece onları tekrar iyonlara dönüştürdü.

Aynı zamanda süper sıcak çekirdeklerinde, gezegenlerden insanlara kadar var olan her şeyin yapıtaşı olan ağır elementleri de sentezlediler (hidrojen ve helyumdan ağır olan hemen bütün elementler). Böylece ilk molekülden ilk galaksilere uzanan bir evrim süreci ortaya çıkmış oldu.

İlgili yazı: İnsan Bedeni gibi Kendini Onaran Organik Malzeme

 

Peki ilk ışık?

Evren 380 bin yaşında iken yeterince genişleyerek soğudu ve uzaydaki gazın sıcaklığı 5000 derecenin altına düştü. İşte o zaman ışık maddeden koptu ve uzayda serbestçe yol almaya başladı.

Ancak, ilk ışık yayılmadan önce uzaydaki gazın yoğunluğu o kadar yüksekti ki fotonlar momentum transferi yoluyla akustik dalgalar, yani ses dalgaları oluşturuyordu. İlk ışığın serbest kalmasıyla birlikte gaz ve toz bulutlarına kazınan bu akustik halkalar uzayda donup kaldı. Kalıntılarından ise bugünkü galaksiler oluştu.

Öyleyse evrendeki uzaklıkları, evrenin yaşını ve ne hızla genişlediğini nasıl ölçüyoruz? Onu da Standart Mumlar ve Karanlık Enerjinin Şiddeti Artıyor Olabilir yazılarında okuyabilirsiniz. Evrende hayatın ilk ne zaman ortaya çıktığıyla ilgili teoriyi de DNA en erken 9,7 milyar yıl önce oluşmuş olabilir yazısında inceleyebilirsiniz. İyi Pazarlar ve keyifli gezmeler dilerim.

İlk molekül nasıl oluştu

¹Astrophysical detection of the helium hydride ion HeH+