James Webb Uzay Teleskobu, güney yarımküredeki Ocak Takımyıldızı yönünde yer alan ve ayrıntılı biçimde incelenmiş bir gökyüzü alanında kaynağı belirlenemeyen kızılötesi bir emisyon çizgisi tespit etti. Ağustos ve Kasım 2023’te 88 gün arayla yapılan gözlemlerde tekrarlanan sinyal, bilinen herhangi bir gök cismiyle eşleşmedi. Araştırmacılar, kaynağın niteliğini belirlemek için daha hassas takip gözlemlerine ihtiyaç duyuyor.
Sinyal iki gözlemde dört pozlama setinde görüldü
Araştırma alanı, Hubble Uzay Teleskobu’nun Ultra Derin Alan görüntüsü için 270 saatten fazla gözlem yaptığı bölgede bulunuyor. Yaklaşık 10 bin galaksinin belirlendiği alan, gökbilimcilerin en ayrıntılı katalogladığı gökyüzü parçaları arasında yer alıyor.
Araştırmacılar, James Webb’in Yakın Kızılötesi Spektrografı’nı bilinen gök cisimlerini yeniden incelemek için değil, daha önce saptanmamış kaynakları aramak amacıyla kullandı. Spektroskopi, gök cisimlerinden gelen ışığı dalga boylarına ayırıyor; ortaya çıkan emisyon çizgileri, kaynağın kimyasal yapısı ve fiziksel özellikleri hakkında bilgi sağlayabiliyor.
Ekip, bilinen ön plan nesnelerinin ışığını engelleyen kapaklar dışındaki çok sayıda açıklığı kullanarak geniş bir alandan ışık topladı. Ağustos ve Kasım 2023’te farklı gözlem açılarıyla tekrarlanan çalışmada yedi belirgin tespit elde edildi. Tespitlerin altısı uzak galaksilerle eşleştirildi; yedinci tespit için ise bilinen bir karşılık bulunamadı.
Açıklanamayan sinyal yaklaşık 1,6 mikrometre dalga boyunda, tek ve parlak bir emisyon çizgisi olarak kayda geçti. Ölçüm, iki gözlem yönünde alınan dört ayrı pozlama setinin tamamında görüldü. Ölçümlerin birbiriyle uyumlu olması, sinyalin cihaz kaynaklı basit bir hata olma ihtimalini zayıflatıyor.
Ölçüm yöntemi altı uzak galaksiyi de belirledi
Araştırmanın yöntemi, hedefi önceden bilinen cisimlere yönelen geleneksel spektroskopi çalışmalarından ayrılıyor. Ekip, gökyüzünün incelenen bölümünde henüz tanımlanmamış nesnelerin üretebileceği ışık izlerini aradı. Altı sinyalin uzak galaksilerle eşleşmesi, yöntemin bilinmeyen kaynakları ayıklayabildiğini gösterdi.
Yedinci sinyalin ayırt edici özelliği, tek başına görünmesi oldu. Galaksiler, süpernovalar ve pek çok yüksek enerjili olay genellikle birden fazla emisyon çizgisi üretiyor. İncelenen verilerde 1,6 mikrometredeki parlak çizgiye eşlik eden başka bir çizgi saptanmadı.
Hubble ve James Webb’in önceki görüntülerinde sinyalin geldiği konumda belirgin bir kaynak görülmemesi de değerlendirmeyi güçleştiriyor. Emisyon çizgisinin parlaklığı, Ekim 2022’deki James Webb görüntülerinde kayda geçmesini gerektirecek düzeydeydi. Araştırmacılar, kaynağın 2022’de henüz aktif olmayabileceğini ya da çok sönük durumdayken sonradan parlaklaşmış olabileceğini değerlendiriyor.
Tek emisyon çizgisi uzaklık hesabını güçleştiriyor
Gökbilimciler, bir kaynağın uzaklığını çoğu zaman spektrumdaki birden fazla çizgiyi karşılaştırarak hesaplıyor. Evren genişledikçe uzak kaynaklardan gelen ışığın dalga boyu uzuyor ve ışık daha kırmızı dalga boylarına kayıyor. Tek çizgili ölçümde aynı sinyal, çok uzak ve yüksek enerjili bir kaynaktan ya da daha yakın ve düşük enerjili bir kaynaktan gelmiş olabilir.
Kaynağın uzaklığı bilinmediği için çizgiyi hangi atomun, iyonun veya fiziksel olayın oluşturduğunu kesin biçimde tanımlamak mümkün olmadı. Ek emisyon çizgilerinin bulunması, hem uzaklık ölçümünü hem de kaynağın türünü daraltabilir.
Araştırma, uzun süredir gözlenen alanlarda bile kısa süreli veya sönük gök olaylarının gözden kaçabileceğine işaret ediyor. Özellikle kızılötesi spektroskopi, görüntülerde seçilemeyen ışık izlerini ayırarak yeni kaynakların belirlenmesine yardımcı olabiliyor.
Dört olasılık mevcut verilerle tam uyuşmuyor
Araştırmacılar ilk olarak sinyalin erken evrende bulunan bir galaksiden gelmiş olabileceğini değerlendirdi. Ancak erken evreni dolduran nötr hidrojenin ilgili emisyonu soğurması ve kaynağın eski gözlemlerde de görünmesinin beklenmesi, ihtimali zayıflatıyor.
Daha yakın dönemden bir galaksi ihtimali de incelendi. Böyle bir kaynakta tek çizgiye ek başka emisyon çizgilerinin görülmesi bekleniyor. Ek çizgilerin bulunmaması, galaksi açıklamasını yeterince güçlü kılmıyor.
Bir süpernova patlaması da olası açıklamalar arasında yer aldı. Süpernovaların üretmesi gereken diğer tayfsal işaretlerin saptanmamış olması, ilgili senaryoyla da uyumsuzluk yaratıyor. Kara deliğin bir yıldızı parçalayarak ışınım üretmesi ise tek ve güçlü bir çizgiyi açıklayabilir; mevcut veriler, yıldız parçalanması olayını doğrulayacak kanıt sunmuyor.
Araştırma, hakemli bir astrofizik dergisinde yayımlandı. Araştırmacılar, sinyalin fiziksel kökenini belirlemek için daha duyarlı spektroskopik gözlemler planlanması gerektiğini belirtiyor. Yeni verilerde ek emisyon çizgilerinin bulunması, kaynağın uzak galaksi, geçici yıldız olayı veya başka bir astrofiziksel olgu olup olmadığını ortaya çıkarabilir.
Sıkça Sorulanlar
James Webb Uzay Teleskobu'nun tespit ettiği sinyal nerede görüldü?
Sinyal, güney yarımküredeki Ocak Takımyıldızı yönünde bulunan ve Hubble Ultra Derin Alanı olarak bilinen ayrıntılı gözlem bölgesinde tespit edildi.
Gizemli sinyal ne zaman ve kaç kez kaydedildi?
Kızılötesi emisyon çizgisi Ağustos 2023'te ve 88 gün sonra Kasım 2023'te yeniden kaydedildi. Sinyal, iki gözlem yönündeki dört ayrı pozlama setinin tamamında görüldü.
Sinyalin kaynağı neden henüz belirlenemedi?
Sinyal yalnızca yaklaşık 1,6 mikrometrede tek bir emisyon çizgisi üretti. Kaynağın uzaklığı ve çizgiyi oluşturan fiziksel olay, eşlik eden başka çizgiler bulunmadığı için belirlenemedi.
Araştırmacılar sinyal için hangi ihtimalleri değerlendiriyor?
Erken evrendeki bir galaksi, daha yakın dönemden bir galaksi, süpernova patlaması ve bir kara deliğin yıldızı parçalaması ihtimalleri incelendi. Mevcut veriler, dört açıklamanın hiçbirini kesin olarak doğrulamıyor.