Kategoriler
Bilim Uzay

James Webb Teleskobunun ilk görüntüleri hakkında ilginç sorular

James Webb Uzay Teleskobu ilk görüntülerini yayınladı. Peki sizin de dikkatinizi çekti mi? Özellikle şu görüntüde bazı yıldızların ışığı çok belirgin bir şekil alıyor.

Fotoğraf çekmeye meraklı kişilerin “lens flare” yani “mercek parlaması” denilen duruma aşinalığı vardır. Fotoğraf makinesini parlak bir ışığa tutarsanız içindeki mercek sisteminden geçen ışık parlamaya ve saçılmaya başlar. Bazıları bunu istenmeyen bir artifekt olarak kabul eder; bazılarıysa sanatsal bir ifade aracı olarak görür. Bilerek ve isteyerek yapıp oluşmasını sağlar.

WEBB teleskobunun çektiği görüntülerdeki durum biraz daha farklı. Buna lens flare değil de “diffraction spike” yani “kırınım (sivri) uçları” deniyor. Bunlar, ışığın bir teleskopun aynaları ve keskin kenarları etrafında bükülmesiyle oluşan desenler. Aslında tüm yıldızlar bu tür desenleri oluşturabilir, ancak bir teleskop görüntüyü yakaladığında yalnızca en parlak yıldızların sivri uçlarını görürüz. Dolayısıyla bu görüntüde kırınım desenlerinin büyüklüğüne göre yıldızların parlaklığını birbirinden ayrıştırabilmek mümkün.

Fakat bu kırınım desenleri her teleskopta farklı olabilir. Örneğin Hubble teleskobunun çektiği görüntülerde yıldızları artı şeklinde görüyoruz. Bakın aynı bölgenin Hubble tarafından çekilmiş görüntüsünde desenler artı şeklinde. Bu arada iki teleskop arasındaki kalite ve çözünürlük farklı bu tür bir karşılaştırmada çok daha net anlaşılabiliyor. Peki neden Webb teleskobundan farklı olarak Hubble’ın çektiği yıldızların ışıkları artı şeklinde? Çünkü onun yuvarlak aynasının önünde artı şeklinde konumlanmış payandalar var. 

Oysa Webb teleskobunun çektiği görüntülerde altı çizgi var gibi gözüküyor ilk bakışta. Biz de hemen “aynaları altıgen şeklinde de ondan” diye yorumumuzu yapıyoruz. Ama o kadar basit değil. Her şeyden önce bu desende altı değil sekiz sivri uç var. 

Teleskobun ana sistemindeki altıgen aynaların elbette bunda bir etkisi var. Ama onunla karışan başka bir etki de teleskobun ikincil aynasını taşıyan payandalardan kaynaklanıyor. Bu taşıyıcı cisimlere destek kanatları da deniyor. 

Yuvarlak bir aynanın önüne bu tür bir engel konursa bunların sayısına ve açısına bağlı olarak farklı yansıma çeşitleri ortaya çıkıyor. 1 ya da 2 tanesi düz bir çizgi oluşturuyor. Eğer 2’den 4’e kadar destek kanadını dik açılarla yerleştirirseniz artı şeklinde bir yıldız görüntüsü veriyor. Üç payandayı 120 derecelik açıyla yerleştirirseniz bu kez altılı bir yıldızınız oluyor.

WEBB teleskobunun üç payandası var ama bunlardan ikisi dikey destekten 120 değil, 150 derecelik bir açıyla ayrılmış durumda. Neden biliyor musunuz? Çünkü o zaman 6 çizgi şu şekilde oluşuyor. Yani bu destek kanatları birincil aynaların oluşturduğu diğer altı çizgiyle kısmen örtüşecek şekilde tasarlanmış. Bu iki desen üst üste binince 8 noktalı yıldız deseni haline geliyor. Sadece bu desene bakarak bile ileride bir uzay görüntüsünün WEBB teleskobuyla kaydedildiğini anlayabilirsiniz.

Peki bu destekler hiç olmasaydı ne olurdu? Yani koskocaman tek bir ayna yansıtsaydı yıldızların ışığını? Yuvarlak bir ayna için şöyle bir şekil oluşurdu. Kare şeklinde bir ayna şöyle bir desen oluştururken, altıgen şeklindeki aynanın deseni de böyle olurdu.

Gördüğünüz gibi bir teleskopun destekleri olmasa bile, yine de bir kırınım deseni oluşur. Birincil aynanın şekli, özellikle sahip olduğu kenar sayısı, aynanın kırınım modelini belirler. Işık dalgaları bu kenarlarla etkileşerek dikey kırınım artışları yaratır.

Suyun içine bir taş atıldığında nasıl halkalar oluşup etrafa büyüyerek yayılıyorsa, dalga benzeri özelliklere sahip olan ışık da, merkezi bir noktadan dışarıya doğru yayılma eğilimindedir. Işık bir kenarla karşılaştığında bükülür ve yönlendirilir. Bu ışık dalgalarının buluştuğu ve etkileştiği durumlarda ya daha fazla güçlenebilir ya da birbirlerini iptal edebilir. İşte bu amplifikasyon ve iptal alanları, kırınım modellerinde görülen açık ve koyu noktaları oluşturur.

Aslında yıldızların yuvarlak olmasına rağmen sembollerinin köşeli olması da büyük bir ihtimalle bu tür optik durumlardan ötürü. Bizim bayrağımızda da kullandığımız 5 noktalı yıldızın kökenleri ta Mısır hiyerogliflerine kadar uzanıyor. İlginçtir antik uygarlıklardan sadece Mezopotomya’daki yıldız sembolü 8 noktalıydı. Webb teleskobunun çektiği görseldekine bu anlamda en çok benzeyen semboldü. Gökyüzü ya da cenneti simgeleyen Dingir adlı bu ideogram daha sonra Sümerce’de tanrı ya da tanrıça anlamında da kullanılmaya başlandı.  

Webb teleskobundan yayınlanan bu ilk görüntüde bir başka dikkat çekici nokta da şu yuvarlak hale. Buna da “gravitasyonel lens etkisi” adı veriliyor yani “kütleçekimsel merceklenme” oluşuyor o bölgede. Tıpkı bir kamera merceğinin bir resim oluşturmak için ışığı bükmesi gibi, yakındaki galaksilerden oluşan grup, daha uzak galaksilerden gelen ışığı büküyor. Bu bölgedeki galaksilerin ve karanlık maddenin birleşik kütlesi, kozmik bir teleskoba dönüşüyor ve bu görsel bozulmaları meydana getiriyor, tamamen doğal olarak. Bazı galaksiler olduğundan daha büyük, daha bükük ve bazen de aynalanmış gibi gözüküyor.

Örneğin şu iki cisim aslında aynı galaksinin aynadaki yansıması gibi olabilir. Parlak orta bölgeleri, gerilmiş gibi olan bu görünümlerine rağmen eşleşiyor. İşte bunlar mercek etkisiyle böyle görünüyor olabilir. Araştırmacılar yalnızca bu görüntüye bakarak emin olamazlar, ama bu eşleşmeyi doğrulamak için daha fazla veriyi toplayabilirlerse belki de gerçekten de aynı şey olduklarını bulabilirler. Çok entersan değil mi? Gökyüzündeki aynalar gibi. 

Peki neden bazı galaksiler diğerlerinden daha kırmızı? Bir ışık kaynağı ona bakan kişiden uzaklaştığında uzar, yani giderek daha uzun bir dalga boyuna dönüşür ve böylece daha da kırmızılaşır. Ses dalgalarında da aynı şey oluyor. Yol kenarında dururken size yaklaşmakta olan bir aracın kornası ya da sireni sizin yanınızdan geçtiğinde ses nasıl değişiyor fark ettiniz mi? Siren yaklaştıkça perde artar, sonra uzaklaştıkça azalır. Uzay sürekli genişlediğinden, evrende bizden en uzaktaki şeyler bizden daha da uzaklaşıyor, ışıkları giderek kırmızılaşıyor ve sonunda kızılötesi spektruma düşüyor. Kızılötesi insan gözüyle görülmez, ancak Webb teleskobu onu yakalayacak araçlara sahip.

Örneğin üstteki ilk örnek sarmal galaksi, Dünya’ya en yakın olanı. Işığı, 13,8 milyar yıldan daha uzun bir süre önce meydana gelen büyük patlamadan sadece 480 milyon yıl sonra vardı. İkincisinde gözlenen ışık, onun büyük patlamadan sadece 420 milyon yıl sonra var olduğunu gösteriyor. Üçüncüsü en uzak olanı. Işığı, büyük patlamadan sadece 370 milyon yıl sonra var olduğu için bu sarmal galaksiyi yansıtıyor. Bunlardan gelen ışık kırmızıya kaymış olsa da, onları hâlâ o ışık yayıldığı zamanki, yani galaksiler gençken olduğu gibi gözlemliyoruz. Dolayısıyla evrende çeşitli zamanlarda var olan galaksileri birbirleriyle karşılaştırarak zaman içinde nasıl değiştiklerini anlamaya çalışıyoruz.

SMACS 0723 adlı bu bölge bize 4.6 milyar yıl önceki haliyle görünüyor. Yani tam o sırada bizim güneşimiz daha yeni yeni oluşuyordu. Oysa bu resmin içinde aynı anda bundan çok daha genç ve çok daha yaşlı galaksileri de görebiliyoruz. 

Size en yaşlısını göstereyim şimdi. Bu soluk kırmızı nokta bir galaksi. Ve ışığını 13,1 milyar yıl önce yaymaya başladı. O kadar süre geçtikten sonra bu ışık teleskop tarafından yakalanıp bize gönderildi. Bu ışığın tayfını yakından incelediğimizde, gazlarının özelliklerini ortaya çıkaracak ve bu da yıldızlarının nasıl oluştuğunu ve ne kadar toz içerdiğini gösterecek. Daha önce hiç bu kadar uzaktan bu kalitede bir veri elde edilememişti. Düşünsenize bunları akleden insanların yaşadığı bu gezegenin ve güneşinin oluşmasından 8,5 milyar yıl önce yola çıktı bu bilgiler.

Üstelik tüm bu fotoğraf elinizdeki bir toz zerresini gökyüzüne kaldırdığınızda kapladığı alan kadar bir yerden geliyor. O toz zerresinin içindeki bu kırmızı toz zerresinin içinde milyarlarca yıldız var. 

Ve biz hepsini aynı anda görmeye başladık. Üstelik bu sadece bir başlangıç.

Webb Uzay teleskobunun ilk görüntülerini tam çözünürlüklü olarak indirmek için:

https://stsci-opo.org/STScI-01G7DDBW5NNXTJV8PGHB0465QP.png

https://stsci-opo.org/STScI-01G7WCHVJ1VXPW5CX5DSVE0W1F.png

https://stsci-opo.org/STScI-01G7DB1FHPMJCCY59CQGZC1YJQ.png

https://stsci-opo.org/STScI-01G79R28V7S4AXDN8NG5QCPGE3.png

https://stsci-opo.org/STScI-01G7NBXDHYYSVBP2M476PRGG3A.png

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.