Evrenin yeniden canlandırılması gerçekleştiğinde tam yerini saptamak isteyen gökbilimciler, Büyük Patlama'dan yaklaşık 800 milyon yıl sonra en eski gökadalardan bazılarını buldular. Bir galaksinin yaşı, Big Bang'den 787 milyon yıl sonra karakteristik bir nötr hidrojen imzasıyla doğrulandı. Bulgu, uzak bir galaksinin söz konusu mesafedeki ilk yaş doğrulamasıdır ve yeniden iyonlaşma çağının başlamasıyla kesin olarak belirlenir.
Yeniden iyonlaşma dönemi, gökbilimcilerin gözlemleyebileceği en uzak dönemdir. 13.7 milyar yıl önce Büyük Patlama, sıcak ve bulanık bir evren yarattı. Yaklaşık 400.000 yıl sonra, sıcaklıklar soğutuldu, elektronlar ve protonlar nötr hidrojen oluşturmak için birleşti ve murk temizlendi. Büyük Patlama'dan 1 milyar yıl önce bir süre önce, ilk galaksilerde nötr hidrojen, enerjiyi yayan ve hidrojeni tekrar iyonize hale getiren yıldız oluşturmaya başladı. Büyük Patlama'dan hemen sonraki erken dönemdeki kalın plazma çorbası olmasa da, bu yıldız oluşumu yeniden iyonlaşma çağını başlattı.
Gökbilimciler, bu çağın Büyük Patlama'dan yaklaşık 1 milyar yıl sonra sona erdiğini biliyorlar, ancak başladığında onları atlattı.
"Ayrılma" gökadaları arıyoruz, "dedi ABD ve Japon bir gökbilimciler ekibini yeniden iyonlaşma çağına geri götüren Masami Ouchi. “Artan ışık dalga boylarını ortaya çıkaran ve bu galaksilerin bu filtreler kullanılarak yapılan görüntülerin hangi galaksilerin kaybolup kaybolup seyredeceğini izleyen aşamalı olarak redder filtreleri kullanıyoruz. Daha eski ve daha uzak gökadalar, giderek daha kırmızı olan filtrelerin ‘düşmesi’ ve belirli dalga boyları bize gökadaların mesafesini ve yaşını söyleyebilir. Bu çalışmayı farklı kılan şey, öncekilerden 100 kat daha büyük bir alanı araştırmamız ve sonuç olarak, geçmiş araştırmalardan daha büyük bir erken gökada örneğine (22) sahip olmamızdır. Ayrıca, bir galaksinin yaşını doğrulayabildik ”diye devam etti. “Tüm galaksiler aynı bırakma tekniği kullanılarak bulunduğundan, muhtemelen aynı yaşta olacaklar.”
Ouchi’nin ekibi böylesine büyük bir anket gerçekleştirebildi çünkü 8.3 metrelik Subaru Teleskobu'nun geniş alan kamerasında ısmarlama, süper kırmızı bir filtre ve kırmızı hassasiyette diğer benzersiz teknolojik ilerlemeler kullandılar. 2006-2009 yılları arasında Subaru Deep Field ve Great Observatories Origins Deep Survey North sahasında gözlemlerini yaptılar. Daha sonra gözlemlerini diğer çalışmalarda toplanan verilerle karşılaştırdılar.
Gökbilimciler, evrenin zaman içinde ya da kademeli olarak yeniden iyonlaşma geçirip geçirmediğini merak ettiler, ancak daha da önemlisi, evren yeniden iyonlaşmaya başladığında izole etmeye çalıştılar. Gökada yoğunluğu ve parlaklık ölçümleri, ne zaman ne olduğu hakkında çok şey anlatan yıldız oluşum oranlarını hesaplamanın anahtarıdır. Gökbilimciler yıldız oluşum oranlarına ve hidrojenin iyonlaşma hızına baktılar.
Çalışmaları ve diğerlerinden elde edilen verileri kullanarak, yıldız oluşum oranlarının Big Bang'den sonra 800 milyon yıldan yaklaşık bir milyar yıla ve daha sonra önemli ölçüde düşük olduğunu belirlediler. Buna göre, bu düşük yıldız oluşum oranı nedeniyle iyonlaşma oranının bu erken dönemde çok yavaş olacağını hesapladılar.
“İyonlaşma oranının o kadar düşük göründüğüne gerçekten şaşırdık, bu NASA’nın WMAP uydusu iddiasıyla çelişiyor. Reiyonizasyonun Büyük Patlama'dan en geç 600 milyon yıl sonra başladığı sonucuna varıldı ”dedi. “Bu bilmecenin erken galaksilerde daha verimli iyonlaştırıcı foton üretim hızlarıyla açıklanabileceğini düşünüyoruz. Büyük yıldızların oluşumu bugünün galaksilerinden çok daha güçlü olabilirdi. Daha az sayıda, devasa yıldızlar birçok küçük yıldızdan daha fazla iyonlaştırıcı foton üretir ”diye açıkladı.
Araştırma Astrofizik Dergisi'nin Aralık sayısında yayınlanacak.
Kaynak: EurekAlert
