Güney yarımküredeki Ocak (Fornax) takımyıldızında bulunan ve evrenin en ayrıntılı incelenmiş bölgelerinden biri olan küçük bir gökyüzü alanı, gökbilimcileri şaşırtan bir keşfe sahne oldu. James Webb Uzay Teleskobu, Hubble Uzay Teleskobu’nun daha önce derinlemesine görüntülediği bu bölgede, kaynağı açıklanamayan bir sinyal tespit etti.
Hubble, ünlü Ultra Derin Alan görüntüsünü oluşturmak için bu bölgeyi 270 saatten fazla gözlemlemişti. Görüntüde, milyarlarca ışık yılı uzaklığa uzanan yaklaşık 10 bin galaksi yer alıyor. Webb teleskobunun daha hassas kızılötesi gözlemleriyle bu alanda yeni nesnelerin izlerinin bulunması bekleniyordu.
Ancak teleskobun yakaladığı sinyal, bilinen galaksilerden farklı özellikler taşıyor. Ağustos ve kasım 2023'te, 88 gün arayla gerçekleştirilen iki gözlemde de ortaya çıkan sinyalin bulunduğu noktada, Hubble ve Webb'in önceki görüntülerinde herhangi bir nesne tespit edilmedi.
Bu durum, sinyalin kaynağının geçici olarak parlayan, daha önce fark edilemeyecek kadar sönük bir nesne olabileceği ihtimalini gündeme getirdi.
Bilinen nesneleri aramak yerine yeni bir yöntem denediler
Minnesota Üniversitesi’nden astrofizikçi Mason Huberty ve ekibi, James Webb Uzay Teleskobu’nun Yakın Kızılötesi Spektrografını (NIRSpec) alışılmışın dışında bir yöntemle kullandı.
Gökbilimciler normalde spektroskopi çalışmalarında önceden belirledikleri gök cisimlerine odaklanıyor ve bu nesnelerden gelen ışığı inceliyor. Huberty ve ekibi ise henüz bilinmeyen nesneleri keşfetmek amacıyla farklı bir yaklaşım benimsedi.
Araştırmacılar, daha önce tespit edilmiş ön plan nesnelerinin ışığını engelleyen kapaklar dışında cihazın neredeyse tüm kapaklarını açarak geniş bir alandan ışık topladı. Ardından bu ışığı farklı dalga boylarına ayırarak emisyon çizgileri aradı.
Ekip, aynı işlemi iki farklı gözlem yönünde tekrarladı. Elde edilen verilerdeki tespitleri değerlendiren araştırmacılar, belirlenen ölçütleri karşılayan altı sinyalin bilinen uzak galaksilerle eşleştiğini gördü.
Ancak yedinci tespit, diğerlerinden ayrılıyordu.
Tek bir emisyon çizgisi soru işaretleri yarattı
Gizemli sinyal, yaklaşık 1,6 mikrometre dalga boyunda görülen parlak bir emisyon çizgisinden oluşuyordu. Normalde gök cisimlerinden gelen ışıkta belirli dalga boylarında parlak çizgiler görülebiliyor. Bu çizgiler, nesnelerin kimyasal bileşimi ve fiziksel koşulları hakkında bilgi sağlıyor.
Ancak bu sinyale eşlik eden başka hiçbir emisyon çizgisi bulunamadı. Üstelik sinyal, 88 gün arayla yapılan gözlemlerde ve farklı gözlem yönlerinden alınan dört pozlama setinde de tutarlı biçimde ortaya çıktı.
Bu bulgular, tespitin basit bir teknik hatayla açıklanmasını zorlaştırıyor. Sinyalin önceki Webb gözlemlerinde de fark edilmesi gerekecek kadar parlak olması, kaynağın o dönemde henüz ortaya çıkmamış olabileceği ihtimalini güçlendiriyor.
Kaynağı açıklamak için dört olasılık
Araştırmacılar, sinyalin hangi gök cisminden kaynaklandığını belirleyebilmek için dört temel senaryoyu değerlendiriyor.
-
Erken evrendeki bir galaksi: Sinyal, evrenin ilk dönemlerinde oluşmuş uzak bir galaksiden geliyor olabilir. Ancak bu senaryo, ışığın nötr hidrojen tarafından soğurulması ve kaynağın önceki gözlemlerde neden görülmediği sorularına yanıt vermekte yetersiz kalıyor.
-
Daha yeni oluşmuş bir galaksi: Bir başka olasılık, sinyalin daha yakın dönemde oluşmuş bir galaksiden gelmesi. Ancak bu tür bir kaynağın tek bir emisyon çizgisi üretmesi beklenen durumla tam olarak örtüşmüyor.
-
Bir süpernova: Bir yıldızın patlamasıyla ortaya çıkan süpernova, geçici ve parlak bir sinyal oluşturabilir. Bununla birlikte, bu senaryo da beklenen diğer emisyon çizgilerinin tespit edilememesini açıklayamıyor.
-
Bir kara deliğin parçaladığı yıldız: Bir kara deliğin yakınından geçen yıldızı parçalaması, güçlü bir ışınım oluşturabilir. Böyle bir olay, çevresinde kolayca tespit edilebilecek başka ışık kaynakları bulunmadan da emisyon çizgisi üretebilir. Ancak mevcut veriler bu ihtimali doğrulamaya yetmiyor.
Gizem, yeni gözlemlerle çözülebilir
Sinyalin ne kadar uzakta olduğunun bilinmemesi, kaynağının belirlenmesini güçleştiriyor. Evrenin genişlemesi, ışığın dalga boyunu uzatarak daha kırmızı bölgelere kaymasına neden oluyor. Bu nedenle aynı dalga boyunda görülen bir sinyal, farklı uzaklıklardaki ve farklı fiziksel özelliklere sahip kaynaklardan gelebiliyor.
Araştırmacılar, gizemli sinyalin fiziksel kökenini belirlemek için yeni gözlemlere ihtiyaç olduğunu vurguluyor. Daha hassas spektroskopik incelemeler, şu ana kadar tespit edilemeyen başka emisyon çizgilerini ortaya çıkarabilir ve sinyalin kaynağının anlaşılmasını sağlayabilir.
The Astrophysical Journal’da yayımlanan araştırma, evrenin en ayrıntılı incelenmiş bölgelerinin bile henüz açıklanamayan olaylar barındırabileceğini gösteriyor.
