James Webb Uzay Teleskobu'nda gelen yeni fotoğraflar, yüksek kütleli ve yaşlı kırmızı galaksilerin Büyük Patlama'dan çok kısa süre sonra oluştuğuna işaret ediyor.1
Evrenin başlangıcı olarak kabul edilen Büyük Patlama'dan yalnızca 500 - 700 milyon yıl kadar sonra oluşmuş altı adet kırmızı galaksinin görüntüsü, astronomların çözmesi gereken yeni bir kozmoloji problemi olabilir.
Çünkü bu zamana kadar kabul gören standart kozmoloji modellerine göre, evrenin henüz bebeklik çağı diyebileceğimiz dönemde oluşmakta olan galaksilerin genç ve sıcak yıldızlardan oluştuğu öngörülüyordu.
Erken Evrendeki Kırmızı (?) Yıldızlar
Evrenin erken evrelerindeki galaksilerin, bugünkü galaksilere kıyasla çok daha yavaş oluştuğu düşünülüyor. Örneğin antik galaksiler de diyebileceğimiz bu ilkin galaksiler, sarmal galaksiler gibi düzenli bir forma sahip değillerdi. Zaman içerisinde küçük gaz ve toz kütleleri toplanarak büyüdü ve evrenin ilk galaksilerini oluşturmaya başladılar. Evrenin erken galaksilerinde yeni yıldız oluşumlarının da sık gerçekleşmesi gerektiğinden bu galaksilerdeki yıldızların daha çok mavi renkte olması gerekiyor.
Yıldızlardan bahsederken mavi rengin genellikle canlılığı ve gençliği ifade ettiğini söyleyebiliriz. Çünkü yıldızların renkleri ve sıcaklıkları arasında bir ilişki vardır. Henüz yeni oluşmuş yıldızlar yüksek sıcaklıkları nedeniyle mavi ışık saçarlarken, yakıtını tüketerek soğuyan yaşlı yıldızlarsa giderek daha kırmızı renklere bürünürler. Bu nedenle örneğin aktif olarak yeni yıldızların doğduğu sarmal galaksilerde mavi renk çok daha baskındır.2 Diğer taraftan yeni yıldız oluşumlarının durduğu ve geriye yaşlı yıldızların kaldığı eliptik galaksiler ise kırmızı renktedir. Bu nedenle bu tür galaksilere astronomide "kırmızı ve ölü" (red and dead) de deniliyor.
Yaşlı ve Soğuk Yıldız Toplulukları
James Webb Uzay Teleskobu'nun yaptığı gözlemler altı adet galaksinin tümünün birden optik olarak kırmızı renkte olduğunu gösteriyor. Bu da bu galaksilerde yeni yıldız oluşumlarının çok nadir ya da hiç olmadığını, dolayısıyla bu galaksilerde yaşlı ve soğuk yıldızların baskın olduğuna işaret ediyor.
Üstelik bu yıldızların kırmızı renkleri, evrenin genişlemesi nedeniyle ortaya çıkan kırmızıya kayma kavramı ile aynı olgular değiller. Bir gök cisminin rengi, cismin sıcaklığına bağlı olarak yaydığı ışıma sayesinde belirleniyor. Diğer taraftan kırmızıya kayma ise bir cisimdeki gazlardan yayılan tayf çizgilerinin dalgaboyundaki kayma ile belirleniyor. Dolayısıyla bir cismin kırmızıya kayma oranı ölçüldüğü durumda, kırmızıya kaymanın yarattığı kırmızılık ortadan kaldırılarak cismin gerçek rengi belirlenebiliyor.3 Bu doğrultuda yapılan çalışmalar, James Webb Uzay Teleskobu'nun fotoğrafladığı galaksilerin optik renklerinin de kırmızı olduğunu, yani gerçekten de sıcak ve yaşlı yıldızlardan oluştuğunu gösteriyor.
Bununla birlikte gözlemlenen galaksilerin kütlelerinin de olması gerektiğinden çok daha yüksek olduğu belirlendi. Kırmızı galaksiler, evren şu anki yaşının yalnızca %3'ü kadarken bile neredeyse galaksimiz Samanyolu kadar yüksek kütleye erişmişler. Bu kütle, bu zamanda oluşmuş yıldız toplulukları için biçilen kütleden yaklaşık 50 ila 100 kat kadar daha fazla.
Kozmoloji Modelleri Yeniden Mi Yazılacak? Olası Sebepler Ne Olabilir?
Astronomlar bu tür gözlemlerin hali hazırdaki kozmoloji modellerinin geliştirilmesine yardımcı olmasıyla birlikte, henüz keşfedilmeyen bazı mekanizmalardan da kaynaklanabileceğini düşünüyor. Örneğin erken evrendeki yıldızlarda ağır elementler eksik olduğu için yıldızlar egzotik ışımalar yapıyor olabilirler. Belki de yıldızların evrenin bazı dönem ve bölgelerinde nasıl oluştuğunu henüz tam olarak bilmiyor olabiliriz. Bu nedenle halihazırda geçerli olan yıldız oluşum teorileri, erken evrendeki dinamiklerle örtüşmüyor olabilir. Dolayısıyla bu gözlemler, erken evrendeki yıldız oluşum dinamiklerini açıklamak üzere de kullanılabilir.
Kemal Cihat Toprakçı
Kaynaklar ve Referanslar:
- Pultarova, T. (2023, February 22). The james webb space telescope discovers enormous distant galaxies that should not exist. Space.com. Retrieved February 25, 2023, from https://www.space.com/james-webb-space-telescope-giant-distant-galaxies-surprise
- Spiral Galaxies. A universe of Galaxies. (n.d.). Retrieved February 25, 2023, from http://astronomy.nmsu.edu/geas/lectures/lecture29/slide03.html
- What is the difference between the redness of an object and its redshift? National Radio Astronomy Observatory. (n.d.). Retrieved February 25, 2023, from https://public.nrao.edu/ask/what-is-the-difference-between-the-redness-of-an-object-and-its-redshift/
