Devasa hidrojen bulutları işte böyle ısınmış

Bu dönem, kozmik tarih açısından büyük önem taşıyor çünkü gözlemlenmesi en zor, en az keşfedilmiş evrelerden biri. Araştırmaya katılan Uluslararası Radyo Astronomi Araştırma Merkezi'nden Ridhima Nunhokee, “Bu, evrenimizin en az keşfedilmiş dönemlerinden biri. Öğrenecek çok şeyimiz var” dedi.

Bilim insanları evrenin yaklaşık 13,8 milyar yıl önce Büyük Patlama ile başladığını ve hemen ardından hızla soğuduğunu biliyor. Yaklaşık 400 bin yıl sonra, proton ve elektronlar birleşerek nötr hidrojen atomlarını oluşturdu ve evren "kozmik karanlık çağlar" olarak bilinen ışık yoksunu döneme girdi.

Yüz milyonlarca yıl süren bu karanlık dönem, ilk yıldızların ve galaksilerin doğuşuyla sona erdi. Bu gökcisimlerinin yaydığı yoğun morötesi ışık, hidrojen gazı sisini dağıtarak evrenin şeffaflaşmasına neden oldu. Bu süreç, "Reiyonizasyon Çağı" olarak adlandırılır. Ancak evrenin bu evreden önce nasıl bir yapıda olduğu hâlâ büyük bir gizem.

AMAÇ 'ESKİ BİR FISILTI'YI YAKALAYABİLMEKTİ

Yeni çalışmada, Avustralya’nın batısındaki çöl bölgesinde yer alan Murchison Widefield Array adlı radyo teleskoptan yaklaşık 10 yıllık veriler incelendi. Amaç, hidrojen atomlarından gelen ve 21 santimetre dalga boyuna sahip olan zayıf bir radyo sinyalini — adeta eski bir fısıltıyı — yakalayabilmekti. Bu sinyal, atomun içindeki proton ve elektronun spinlerinin yön değiştirmesiyle oluşan bir enerji değişimi sonucu ortaya çıkıyor.

Ancak bu sinyali tespit etmek olağanüstü zor. Çünkü Samanyolu, yakın galaksiler, Dünya atmosferi ve teleskobun kendisi gibi birçok kaynak, bu sinyali bastıracak kadar güçlü radyo gürültüsü yayıyor. Ekip, bu "parazitleri" ortadan kaldırmak için yeni bir istatistiksel filtreleme tekniği geliştirdi. Bu sayede, bugüne kadar elde edilen en temiz erken evren radyo haritası oluşturuldu.

Verilerde beklenen soğuk sinyalin izine rastlanmadı. Yani, eğer evren yıldızların doğuşuna kadar tamamen soğuk kalsaydı, bu sinyal görünecekti. Ancak araştırma, bu sinyalin yokluğunun, evrenin tahmin edilenden daha sıcak olduğunu ortaya koydu.

Çalışmanın başyazarı, Curtin Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Cathryn Trott, “Evren geliştikçe galaksiler arası gaz genişleyip soğur. Bu nedenle çok soğuk olmasını beklerdik. Ölçümlerimiz, bu gazın en azından belirli bir miktarda ısındığını gösteriyor. Çok değil ama ‘çok soğuk reiyonizasyon’ senaryosu artık devre dışı kaldı” açıklamasını yaptı.

Bu erken ısınmanın nedeni olarak, ilk kara deliklerden gelen X-ışınları ve dev yıldızların kalıntıları gösteriliyor. Nunhokee, bu kozmik etkilerin, görünür yıldız ışığı henüz evreni doldurmadan çok önce hidrojen gazını etkilemeye başlamış olabileceğini belirtiyor.

Araştırmanın geliştirdiği veri arıtma yöntemi, şu anda Avustralya ve Güney Afrika’da inşa edilen yeni nesil radyo teleskop Square Kilometre Array (SKA) için de temel hazırlıyor. Nunhokee, “Ne aradığımızı biliyoruz. SKA’dan sadece birkaç saatlik veri, istediğimiz seviyeye ulaşmamızı sağlayacak” dedi.