Uzayda 10,6 milyar yıl öteden gelen bir sinyal yakalandı

Bilim insanları, evrenin henüz 3 milyar yaşında olduğu dönemde ortaya çıkan güçlü bir radyo sinyali tespit etti. Dünya'ya ulaşması 10 milyar yıldan uzun süren sinyal, bugüne kadar kaynağı belirlenebilen en uzak hızlı radyo patlaması olarak kayıtlara geçti.

Yeni bir araştırma, astronomların yaklaşık 20 yıldır çözmeye çalıştığı kozmik gizemlerden birine ilişkin önemli bulgular ortaya koydu.

Bilim insanları, FRB 20240304B adı verilen bir hızlı radyo patlamasının 10,6 milyar yıl önce uzak bir galakside meydana geldiğini belirledi.

Hızlı radyo patlamaları (FRB), yalnızca birkaç milisaniye süren ancak son derece güçlü radyo dalgaları yayan kozmik olaylar.

İlk kez yaklaşık 20 yıl önce keşfedilen bu sinyallerin nasıl ortaya çıktığı hâlâ tam olarak bilinmiyor.

Bazılarının, güçlü manyetik alanlara sahip nötron yıldızlarından kaynaklandığı düşünülüyor. Ancak astronomlar bütün hızlı radyo patlamalarının aynı mekanizmayla oluştuğundan emin değil.

Yeni keşif, kaynağı belirlenebilen hızlı radyo patlamaları arasında mesafe rekorunu kırdı.

Sinyal nasıl keşfedildi?

Araştırmacılar, sinyali Güney Afrika'daki MeerKAT radyo teleskobuyla, uzaydaki kısa süreli radyo olaylarını gerçek zamanlı tespit etmek için geliştirilen MeerTRAP sistemi sayesinde yakaladı.

Sinyalin farklı frekanslarının Dünya'ya küçük zaman farklarıyla ulaşması, araştırmacıların dikkatini çekti.

Bu durum, radyo dalgalarının uzayda elektrik yüklü parçacıkların bulunduğu bölgelerden geçerken farklı ölçülerde gecikmesinden kaynaklanıyor.

Bilim insanları, "dispersiyon" adı verilen bu etkiyi ölçerek sinyalin ne kadar madde içinden geçtiğini ve ne kadar uzak bir kaynaktan gelmiş olabileceğini hesaplayabiliyor.

FRB 20240304B'nin gösterdiği yüksek dispersiyon, son derece uzak bir kaynaktan geldiğine işaret ediyordu.

Ancak araştırmacılar, Keck teleskopları gibi güçlü yer tabanlı gözlemevlerini kullandıklarında sinyalin geldiği konumda herhangi bir galaksi göremedi.

Bunun üzerine NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu'na başvurdular.

James Webb'in kızılötesi kamerası, radyo patlamasının konumuna çok yakın, son derece küçük ve sönük bir galaksi tespit etti.

Galaksinin ışığını inceleyen astronomlar, evrenin genişlemesi nedeniyle ışığın dalga boyunda meydana gelen değişimi ölçtü.

Böylece galaksiyi, ışığının yayıldığı 10,6 milyar yıl önceki haliyle gördüklerini doğruladılar.

Sinyalin kaynağı şaşırttı

Araştırmanın en dikkat çekici bulgularından biri, radyo patlamasının kaynaklandığı galaksinin özellikleri oldu.

Bu galaksinin yıldız kütlesi, Güneş'in kütlesinin yalnızca yaklaşık 10 milyon katı. Bu da onu Samanyolu gibi büyük galaksilerle karşılaştırıldığında oldukça küçük yapıyor.

Üstelik galaksi, yoğun biçimde yeni yıldızların oluştuğu genç bir yapıya sahip.

Araştırmacılar ayrıca galakside, astronomların hidrojen ve helyumdan daha ağır elementler için kullandığı "metal" miktarının oldukça düşük olduğunu belirledi.

Sidney Üniversitesi'nden araştırmacı Laura Driessen, bu özelliklerin hızlı radyo patlamalarının hangi ortamlarda ortaya çıktığını anlamak açısından önemli olduğunu söylüyor.

Bilim insanlarına göre galaksinin genç olması ve yoğun yıldız oluşumu, sinyalin bir "magnetar"dan kaynaklanmış olabileceği ihtimalini güçlendiriyor.

Magnetarlar, büyük kütleli yıldızların süpernova patlamaları sonucunda oluşabilen, olağanüstü güçlü manyetik alanlara sahip nötron yıldızlarına deniyor.

Bu tür yıldızlar, kısa süreli ve çok güçlü enerji patlamaları üretebiliyor.

Ancak araştırmacılar, yeni keşfin hızlı radyo patlamalarının tamamının magnetarlardan kaynaklandığını kanıtlamadığını vurguluyor.

Evrenin görünmeyen maddesini araştırmak için kullanılabilir

Keşfin en önemli sonuçlarından biri, sinyalin 10 milyar yılı aşan yolculuğu sırasında geçtiği uzay hakkında bilgi taşıması.

Radyo dalgaları galaksiler arasındaki ortamdan geçerken elektrik yüklü parçacıklardan ve manyetik alanlardan etkileniyor. Bu etkileşimler, sinyalin özelliklerinde ölçülebilir değişiklikler oluşturuyor.

Örneğin farklı frekansların gecikme miktarı, sinyalin yolculuğu boyunca karşılaştığı serbest elektronların dağılımı hakkında bilgi verebiliyor.

Manyetik alanlar ise radyo dalgalarının kutuplanma yönünü değiştirebiliyor.

Bilim insanları bu değişiklikleri inceleyerek galaksiler arasındaki seyrek, doğrudan gözlemlenmesi zor maddeyi ve evrenin manyetik yapısını araştırabiliyor. Bu nedenle hızlı radyo patlamaları, astronomlar için bir tür kozmik el feneri işlevi görüyor.

Sidney Üniversitesi'nden Manisha Caleb, keşfin evrenin uzak geçmişine olağanüstü bir bakış sunduğunu belirtiyor.

Caleb, "Evrenin yalnızca yaklaşık 3 milyar yaşında olduğu dönemden gelen bir hızlı radyo patlaması yakaladık. Bu kısa radyo ışığı parlamasını kullanarak milyarlarca yıl boyunca içinden geçtiği madde hakkında bilgi edindik," diyor.

Büyük Patlama'dan 3 milyar yıl sonrası

Evrenin yaklaşık 13,8 milyar yaşında olduğu düşünüldüğünde, yeni keşif astronomların kozmik tarihin çok erken bir dönemini incelemesini sağlıyor.

Araştırmacılara göre bu, hızlı radyo patlamalarının Büyük Patlama'dan yalnızca yaklaşık 3 milyar yıl sonra da meydana geldiğini gösteren önemli bir kanıt.

Bu dönem, evrende yıldız ve galaksi oluşumunun son derece yoğun olduğu bir zamana karşılık geliyor.

Keşif sayesinde bilim insanları, kozmik tarihin yaklaşık yüzde 80'ine yayılan bir zaman aralığında elektrik yüklü maddenin dağılımını araştırma olanağına sahip oldu.

Araştırmacıların bir sonraki hedefi, benzer uzaklıklardan gelen daha fazla hızlı radyo patlaması tespit etmek.