James Webb Uzay Teleskobu (JWST), evrenin en ayrıntılı incelenmiş bölgelerinden birinde kaynağı henüz belirlenemeyen gizemli bir ışık sinyali tespit etti. Daha önce Hubble ve James Webb tarafından gözlemlenen ancak herhangi bir gök cismiyle eşleştirilemeyen noktadan gelen sinyal, 88 gün arayla iki kez kaydedildi.
Minnesota Üniversitesinden astrofizikçi Mason Huberty ve ekibinin yürüttüğü araştırmaya göre sinyal, 2023 yılının ağustos ve kasım aylarında gerçekleştirilen gözlemlerde tespit edildi. Araştırmacılar, sinyalin kaynağını açıklayabilecek dört farklı astrofiziksel senaryo üzerinde duruyor.
Hubble'ın yıllarca incelediği bölgede ortaya çıktı
Gizemli sinyal, güney gökyüzündeki Ocak (Fornax) Takımyıldızı doğrultusunda yer alan ve astronomi araştırmalarında önemli bir yere sahip bölgede bulundu.
Hubble Uzay Teleskobu, ünlü Ultra Derin Alan görüntüsünü oluşturmak amacıyla bu küçük gökyüzü bölgesini 270 saatten fazla gözlemlemişti. Bölgede milyarlarca ışık yılı uzaklığa uzanan yaklaşık 10 bin galaksi bulunuyor.
James Webb de Hubble'ın göremediği daha sönük ve uzak gök cisimlerini incelemek amacıyla aynı bölgeye yöneldi. Ancak teleskobun gelişmiş kızılötesi gözlem kapasitesi, daha önce kataloglarda yer almayan bir sinyalin ortaya çıkarılmasını sağladı.
James Webb aynı sinyali 88 gün arayla iki kez tespit etti
Araştırma ekibi, James Webb'in Yakın Kızılötesi Spektrografı (NIRSpec) aracılığıyla daha önce kataloglanmamış gök cisimlerini aramak için farklı bir gözlem yöntemi kullandı.
Normal spektroskopik gözlemlerde konumu önceden bilinen gök cisimleri hedeflenirken ekip bu yöntemi tersine çevirdi ve geniş bir alandan gelen ışığı analiz etti. Hubble tarafından daha önce belirlenen bazı kaynakların ışığı maskelenerek NIRSpec'in çok sayıda mikro kapağı açık bırakıldı.
Ağustos ve kasım 2023'te, 88 gün arayla gerçekleştirilen gözlemlerde yedi dikkat çekici sinyal belirlendi. Bunlardan altısı uzak galaksilerle eşleştirildi. Yedinci sinyalin ise kaynağı tespit edilemedi.
Tek ve parlak bir emisyon çizgisi tespit edildi
Gizemli sinyalin yaklaşık 1,6 mikrometre dalga boyunda ortaya çıkan tek ve parlak bir emisyon çizgisinden oluşması dikkat çekti.
Astronomide emisyon çizgileri, atom ve moleküllerin belirli dalga boylarında yaydığı ışığı gösteriyor. Bu çizgiler kullanılarak gök cisimlerinin kimyasal bileşimi ve fiziksel özellikleri hakkında bilgi edinilebiliyor.
Ancak bu sinyalde parlak emisyon çizgisine eşlik eden başka bir çizgi belirlenemedi. Üstelik aynı bölgede daha önce gerçekleştirilen Hubble ve James Webb gözlemlerinde de herhangi bir gök cismi tespit edilmemişti.
Teknik hata ihtimali neden zayıfladı?
Araştırmacılar, sinyalin teleskobun ölçüm sisteminden kaynaklanan bir hata olabileceği ihtimalini de değerlendirdi. Ancak emisyon çizgisinin 88 gün arayla ve farklı gözlem yönlerinde gerçekleştirilen dört pozlama setinin tamamında görülmesi bu ihtimali zayıflattı.
Sinyalin parlaklığı da araştırmacıların dikkatini çekti. Emisyonun önceki bazı James Webb görüntüleme çalışmalarında fark edilebilecek kadar güçlü olmasına rağmen Ekim 2022'deki gözlemlerde aynı noktada herhangi bir kaynağın görülmemesi, ışığı üreten nesnenin zaman içinde parlaklığının değişmiş olabileceğini düşündürdü.
Gizemli sinyal için 4 farklı senaryo
1. Erken evrenden gelen bir galaksi
İlk ihtimale göre sinyal, evrenin çok erken dönemlerinde oluşmuş uzak bir galaksiden kaynaklanıyor olabilir. Ancak böyle bir durumda ışığın erken evrendeki nötr hidrojen tarafından soğurulması ve önceki gözlemlerde bazı izlerin görülmesi bekleniyor.
2. Daha yakın bir galaksi
Bir başka ihtimal, sinyalin daha yakın bir galaksiden gelmesi. Fakat böyle bir kaynakta yalnızca tek bir emisyon çizgisi yerine birden fazla çizginin tespit edilmesi bekleniyor.
3. Süpernova patlaması
Üçüncü senaryo, büyük bir yıldızın yaşamının sonunda meydana gelen süpernova patlamasına işaret ediyor. Ancak süpernovaların farklı dalga boylarında başka emisyon izleri oluşturması beklendiğinden mevcut veriler bu açıklamayı desteklemiyor.
4. Bir yıldızı parçalayan kara delik
Dördüncü ihtimal ise bir yıldızın kara deliğin güçlü kütleçekimi nedeniyle parçalanması. Gelgit parçalanma olayı olarak adlandırılan bu süreçte yıldızdan kopan madde yoğun biçimde ısınarak güçlü ışınım oluşturabiliyor.
Bazı koşullarda belirgin bir emisyon çizgisinin ortaya çıkabildiği bu senaryoda diğer ışık izleri oldukça zayıf kalabiliyor. Ancak araştırmacılar, mevcut bulguların bu ihtimali doğrulamak için yeterli olmadığını belirtiyor.
Sinyalin Dünya'ya uzaklığı da bilinmiyor
Gizemli sinyalin kaynağının belirlenmesini zorlaştıran bir diğer unsur da ışığın geldiği kaynağın Dünya'ya olan uzaklığının bilinmemesi.
Evren genişledikçe uzak gök cisimlerinden gelen ışığın dalga boyu uzuyor. Kırmızıya kayma olarak adlandırılan bu süreç nedeniyle çok uzak kaynaklardan gelen ışık, Dünya'ya daha uzun dalga boylarında ulaşabiliyor.
Bu nedenle 1,6 mikrometre seviyesinde gözlemlenen ışığın çok uzak bir gök cisminden ya da daha yakın ancak farklı fiziksel özelliklere sahip bir kaynaktan gelmiş olması mümkün. Araştırmacılar, yalnızca tek bir emisyon çizgisinden yola çıkarak sinyalin hangi fiziksel süreçten kaynaklandığını belirlemenin son derece zor olduğunu vurguluyor.
Gizemli sinyal için yeni gözlemler gerekiyor
The Astrophysical Journal dergisinde yayımlanan araştırma, James Webb Uzay Teleskobu'nun yalnızca bilinen gök cisimlerini incelemekle kalmayıp daha önce keşfedilmemiş kaynakların belirlenmesinde de kullanılabileceğini ortaya koyuyor.
Araştırmacılara göre sinyal son derece sıra dışı özellikler taşıyor ve mevcut astrofiziksel açıklamaların sınırlarını zorluyor. Kaynağın belirlenebilmesi için daha hassas spektroskopik gözlemlere ihtiyaç duyuluyor.
Yeni ölçümlerde başka emisyon çizgilerinin tespit edilmesi, ışığın hangi elementlerden ve fiziksel süreçlerden kaynaklandığının anlaşılmasına yardımcı olabilir.
Şimdilik bilim insanlarının elinde, 88 gün arayla iki kez kaydedilen, önceki gözlemlerde görülmeyen ve bilinen bir gök cismiyle kesin olarak eşleştirilemeyen bir sinyal bulunuyor.
