JAMES WEBB : EVRENİN SIRLARININ EŞİĞİNDEYİZ

James Webb Teleskobu, Hubble’dan 100 kat daha güçlü olacak. Evreni nasıl gördüğümüzü değiştirecek.

Tarihin en büyük uzay teleskobu aklımızı uçurmak üzere

Garip yeni dünyaları keşfetmek. Evrenin kökenini anlamak. Galakside yaşam aramak.. Bunlar yeni bir bilim kurgu filminin konusu değil , Hubble Uzay Teleskobu’nun uzun zamandır beklenen halefi James Webb ‘in görev hedefleri. NASA, Avrupa Uzay Ajansı ve Kanada ortaklığında  Webb’i inşa ediliyor.

Webb’i yaklaşık bir milyon altı yüz bin km uzağa taşıyacak olan fırlatma için yeni tarih ise 18 Aralık 2021 . Bilim adamları, Webb’in uzayda tamamen konuşlandırıldığında yeni bir astronomi çağını başlatacağını ve insanlığa daha önce hiç görmediği şeyleri göstereceğini söylüyor.

Webb’in ilk aşamada  2010 yılı içerisinde fırlatılması gerekiyordu ve aşağı yukarı 1 milyar dolarlık bir maliyete ulaşmıştıtı. Projenin maliyeti o zamandan beri 10 milyar dolara yükseldi ve vadesi geçmiş durumda. Ama en azından evrenimizin yeni ve açıklayıcı bakışlarını bekleyen bilim adamlarına göre beklemeye değecek.

Austin’deki Texas Üniversitesi’nde astronomi bölümünde yardımcı doçent olan Caitlin Casey, “Webb ile gözlemlenebilir evrenin sınırına doğru gidiyoruz” diyor . “Ve evet, orada ne olduğunu görmek için heyecanlıyız.”

James Webb, Hubble’ı birkaç yönden geride bırakacak. Gökbilimcilerin sadece uzayda daha uzaklara değil, aynı zamanda zamanda daha da geriye bakmalarına izin verecek: Evrenin ilk yıldızlarını ve galaksilerini arayacak . Bilim adamlarının, güneşimiz dışındaki yıldızların yörüngesindeki gezegenler olan çok sayıda ötegezegen üzerinde dikkatli çalışmalar yapmalarına ve hatta orada yaşam belirtileri aramaya başlamalarına olanak sağlayacak.

Webb, şimdiye kadar keşfedilmemiş olanı keşfetmek için evren hakkında cevaplanmamış soruları yanıtlayan bir makinedir. İşte Webb’in neler yapabileceğine dair bir rehber.

Webb’in altın aynası, türünün teleskopları için dev bir adımdır.

Adını ünlü gökbilimci Edwin Hubble’dan alan Hubble Teleskobu’nun fırlatılması, astronomi için ileriye doğru büyük bir adımdı.

Dünya’da gökbilimciler, karanlık bir gökyüzünü kirlilikten ve parlak ışıklardan uzak bir yerde evreni görme şansını en iyi şekilde sağlamak için büyük teleskoplar inşa ederek dağ zirveleri ve çöller ararlar. Ancak bakışları, Dünya atmosferinin hafif pusluluğu ve ışıldamasıyla hâlâ gölgeleniyor. NASA’nın açıkladığı gibi, uzay “en büyük dağın zirvesidir”. Uzayın, uzaydan gelenden daha iyi bir görüntüsü yoktur.

Hubble, 30 yıllık çalışması boyunca çok şey ifade etti. Bizlere Lagün Bulutsusu ve Yaratılış Sütunları gibi unutulmaz, dudak uçuklatacak kadar güzel görüntüler gönderdi.

Ayrıca bize evrenin yaşı,yıldızların ölümünden sonra ne olduğu ,kara delikler hakkında da bilgi verdi . Webb’in zorlamayı umduğu sınırların çoğunun oluşturulmasına yardımcı oldu. Belki de en önemlisi, bilim adamlarının basitçe “karanlık enerji” olarak adlandırdıkları çok gizemli bir şey tarafından yönlendirilen evrenin artan bir hızla genişlediğini anlamalarıydı.

Adını NASA’nın ay misyonlarında başkanlık yapmış olan adamdan alan James Webb Teleskopu, tüm bunları bir adım daha ileri götürmeye hazırlanıyor. NASA’da Webb üzerinde çalışan bir astrofizikçi olan Amber Straughn , “Alacağımız şey, Hubble’dan yaklaşık 100 kat daha güçlü bir teleskop” diyor .

Nasıl?

Webb, Hubble’ı iki temel yolla geliştirir. Birincisi sadece boyutudur. Hubble yaklaşık bir okul otobüsü büyüklüğündeyken, Webb daha çok bir tenis kortu büyüklüğündedir. Straughn, “Bu şey çok büyük” diyor. “Webb, NASA’nın şimdiye kadar uzaya göndermeye çalıştığı en büyük teleskoptur.”

Ama önemli olan sadece aletin toplam boyutu değil. Yansıtıcı teleskoplar söz konusu olduğunda, kilit bileşen kavisli aynasının boyutudur. Straughn, “Bir tür teleskop aynasını hafif bir kova gibi düşünebilirsiniz” diyor. Bu kovada ne kadar çok ışık toplarsanız, evrende o kadar soluk ve uzaktaki şeyleri görebilirsiniz.

Hubble’ın aynası etkileyici bir 7,8 fit çapındaydı. Webb’in güzel, altın renkli aynaları 21,3 fit çapında bir araya geliyor. Genel olarak, bu, ışık toplama alanının altı katından fazladır .

Pratikte bu ne anlama geliyor? Hubble’ın en ünlü görüntülerinden biri olan Derin Alan’ı düşünün. 1995 yılında bilim adamları, Hubble’ı gökyüzündeki ufacık bir alana (yaklaşık bir toplu iğne başı büyüklüğünde, izleyiciden bir kol mesafesinde tutulur) bakması ve o noktadan alabildiği kadar çok ışık yakalaması için ayarladılar.

Geri gelen görüntü şaşırtıcıydı. Hubble, bu ufacık gökyüzü parçasında binlerce galaksiyi ortaya çıkardı ve evrende var olduğu düşünülen galaksilerin sayısını düzeltmemize yardımcı oldu .

Bu fotoğraf aynı zamanda Hubble’ın daha büyük gücünü – bir zaman makinesi olarak – ortaya çıkardı. Astronomide, nesneler ne kadar uzaktaysa, o kadar eskidir (çünkü uzak yerlerden gelen ışığın Dünya’ya ulaşması çok uzun zaman alır ). Bu, Hubble Derin Alanının yalnızca uzayın bir anlık görüntüsü olmadığı anlamına gelir: Aynı zamanda evrenimizin tarihini de içerir. Bu görüntüdeki galaksiler bize milyarlarca yıl önceki halleriyle görünüyor.

UT Austin’den Casey, “Webb’in yapacağı şey, o alanı alıp daha da ileri gitmek,” diye açıklıyor. “Böylece Hubble Derin Alanı’nın arka planındaki küçük ışık lekeleri parlayacak ve daha ayrıntılı hale gelecek, sarmal kolları görebileceğiz, yapıyı görebileceğiz ve sonra daha fazla ışık lekesi alacağız. geçmişte daha da fazla ışık. Webb ile zamanda daha geriye gidiyoruz.”

Webb ile Casey gibi gökbilimciler o kadar eskiyi görebilecekler ki, potansiyel olarak ilk yıldızları ve galaksileri tespit edebilecekler. Hubble, bize ulaşması  yaklaşık 13,3 milyar yıl süren Büyük Patlama’dan yaklaşık 400 milyon yıl sonrasına tarihlenen ışığı gördü .

“Uzak! Ancak Webb, bizi Big Bang’den 250 milyon yıl sonrasına götürme yeteneğine sahip,” diye açıklıyor Webb Uzay Teleskobu ile çalışması onaylanan Casey. “Büyük bir fark gibi gelmeyebilir. Arkadaşlar arasında birkaç yüz milyon yıl nedir? Aslında bu, yanan ilk yıldızları görmekle [ve] cenazeden biraz geç gelmek arasındaki farktır.”

Dünyanın daha fazla meraka ihtiyacı var

Bunun ötesinde Webb’in bile göremediği engeller vardır. Ulusal Bilim Vakfı’nın açıkladığı gibi , ilk yıldız ışığından önce, evren “ yoğun, belirsiz bir ilkel gaz sisi” ile örtülüydü.Kozmik karanlık çağlar olarakadlandırılan  bu zamandan itibaren teleskoplarımıza ulaşan hiçbir ışık yoktur .

(Büyük Patlama’dan kozmik mikrodalga arka plan adı verilen bir miktar arka plan radyasyonu vardır, karanlık çağlardan önce bize parıldayan soluk bir parıltı vardır. Ama çoğunlukla, karanlık çağlar, evren zaman çizelgemizde boş bir noktadır.)

Casey ve diğer gökbilimciler, Webb’in karanlık çağların sonunu anlamalarına ve bu sisin yükselmesine neyin sebep olduğunu bulmalarına yardımcı olacağını umuyorlar. Bilim adamları , en eski galaksilerden gelen yıldız ışığının bunu yaptığından şüpheleniyorlar.

Casey, “Bir gaz bulutunuz varsa ve enerjik ışıkla karşılaşırsa, bu enerjik ışık o gazı iyonlaştıracak ve bu bulutu ayıracaktır” diyor. “Ve eğer o ışık az önce açıldıysa, o gaza çarpar ve tüm evreni gerçekten karanlık bir yerden aydınlık bir yere dönüştürür.”

Webb teleskobu kızılötesi ışığı görüyor – ki bu çok, çok eski olabilir

Webb’in diğer avantajı: Topladığı ışık türü.

Işık birçok farklı çeşitte gelir. İnsan gözü yalnızca görünür ışık olarak bilinen dar bir bandı görebilir, ancak evren bu aralığın dışında çok sayıda ışık içerir, bunlara yüksek frekanslı, yüksek enerjili formlar da dahildir: ultraviyole, gama ışınları. Sonra daha uzun dalga boylarına sahip düşük enerjili ışık var: kızılötesi, mikrodalgalar, radyo.

Hubble Uzay Teleskobu, görünür ışık, ultraviyole ve biraz da kızılötesi toplar. Webb öncelikle bir kızılötesi teleskoptur , bu nedenle gözlerimizin görebildiğinden daha uzun bir dalga boyundaki ışığı görür. Webb’in Hubble’dan daha geriye bakmasını sağlayan şey bu.

Kızılötesi ışık, kırmızıya kayma denilen bir fenomen nedeniyle genellikle çok eski ışıktır. Bir ışık kaynağı izleyiciden uzaklaştığında uzar, giderek daha uzun bir dalga boyuna dönüşür ve daha da kırmızılaşır. (Tersi de doğrudur: Bir ışık kaynağı yaklaştıkça dalga boyları kısalır, mavileşir.) Bir siren geçtiğinde olanlara benzer: Siren yaklaştıkça perde artar, uzaklaştıkça azalır.

Uzay sürekli genişlediği için evrende bizden en uzaktaki şeyler bizden uzaklaşıyor. Straughn, “Ve ışık, bu uzak galaksilerden uzayda yol alırken, ışık, uzayın genişlemesiyle kelimenin tam anlamıyla gerilir” diyor.

Gerçekten çok uzakta olan bir yıldız hayal edin. O yıldızdan gelen ışık, görünür spektrumda başlayabilir, ancak bize olan yolculuğunda uzar. Daha kırmızı ve daha kırmızı büyür. Straughn, “Yani Hubble ile uzak galaksiler gördüğümüzde, bunlar bir nevi küçük, küçücük kırmızı külçeler” diyor. Sonunda, bu çok uzak, eski galaksiler o kadar kırmızılaşırlar ki kızılötesi spektruma düşerler. Webb, insan gözünün göremediği bu eski ışığı görebiliyor.

Elverişli olarak, kızılötesi ışığın başka kullanımları da vardır. Dış gezegenlere bakmak için gerçekten iyi bir ışık türü. Örneğin, başka bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegendeyseniz ve Dünya’yı görmek isteseydiniz, görünür ışık en iyi seçeneğiniz olmazdı.

Webb’i araştırmasında kullanmayı planlayan Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı astronomu Kevin Stevenson , “Dünya kızılötesinde zirve yapıyor” diyor . Başka bir güneş sisteminde Dünya benzeri bir gezegeni inceleyebilmek istiyorsak, “Gerçekten yapmak istediğimiz şey kızılötesi dalga boylarında gözlem yapmak, çünkü Dünya’dan gelen ışığın yayıldığı yer orası.”

Stevenson gibi ötegezegen bilimciler Webb’i bu dünyaların atmosferlerini analiz etmek için kullanacaklar: Webb, atmosferlerindeki bazı kimyasalları belirleme yeteneğine sahiptir. Stevenson, “Su, CO, CO2, metan tespit edebiliriz” diyor. Bunlar kendi başlarına kesin yaşam belirtileri olmasa da büyüleyici sorular sormaya başlayabilirler: Bu metan ve karbondioksiti ne yarattı? Hayat olabilir miydi?

“Hepimiz başka bir Dünya bulmak istiyoruz, “Evrende Yalnız mıyız?” sorusu yüzyıllardır kendimize sorduğumuz bir şeydi. James Webb, bize bu soruyu gerçekten cevaplamak için ilk fırsatı sağlayacak.”

Bu 10 milyar dolarlık gadget kırılmasa iyi olur

Webb çok büyük olduğu için, onu tam olarak konuşlandıracak kadar büyük roket mevcut değil. Bu sebeple teleskop bir roketin içine sığacak şekilde katlanmalı ve kendini uzaya yerleştirmelidir. “Dolayısıyla, uzayda konuşlandırılabilir bir teleskop inşa etme sürecinin tamamı, birçok mühendislik zorluğunun kaynağıdır.”

Hubble Dünya’nın yaklaşık 340 mil yukarısına fırlatılırken, Webb neredeyse bir milyon mil uzakta olacak ( Dünya’dan aya olan mesafenin dört katı).

Bu durum, Webb yörüngeye fırlatıldıktan sonra, arızalanırsa insan eli tarafından kullanılamaz hale geleceği anlamına gelir. Hubble’ın tarihi düşünüldüğünde bu korkutucu bir durum.  Zira 1990’da Hubble’ın fırlatılmasından kısa bir süre sonra mühendisler aynasında bir sorun olduğunu fark ettiler ; teleskopun ilk görüntüleri bulanık çıktı ve astronotlar bunu düzeltmek için bir uzay mekiği fırlatmak zorunda kaldılar. Webb ile bu mümkün olmayacak. Sadece çalışması gerekiyor.

İyi bir nedenden dolayı çok uzakta olacak. Webb bir kızılötesi teleskop olduğu için soğuk tutulması gerekir. Dünyanın kendisi sıcaktır ve kızılötesinde parlar. Kızılötesi ışıkta sıcak olan her şey parlar ve teleskop sıcak olursa, parlar ve kendini görürdü.

Yavuz Yılmaz