Bilim insanları, evrenin en eski dönemlerine dair bildiklerimizi kökten değiştirecek bir keşfe imza attı. Büyük Patlama‘dan (Big Bang) kısa bir süre sonra, uzay henüz sadece 1,5 milyar yaşındayken oluşmuş, büyük ve son derece düzenli bir sarmal galaksi keşfedildi. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından yapılan büyük gökyüzü taramaları sırasında gözlemlenen bu galaksiye Alaknanda adı verildi. Samanyolu galaksisine olan şaşırtıcı benzerliğiyle dikkat çeken bu gök cismi, Dünya’dan o kadar uzakta yer alıyor ki, ışığının bize ulaşması için 12 milyar yıldan fazla bir süre geçmesi gerekti. Teleskop teknolojisi, ancak yakın zamanda evrenin bu kadar erken bir döneminden bu detay seviyesinde galaksileri tespit edebilecek kadar güçlü hale geldi.
Erken Evrenin Kaosu İçinde Bir Düzen
Onlarca yıldır astronomlar, erken evrendeki galaksilerin düzgün sarmal şekillere yerleşemeyecek kadar çalkantılı ve kaotik olduğuna inanıyordu. Genç yıldızların ve gaz kütlelerinin düzensiz hareket ettiği, pürüzsüz diskler ve kollar yerine şekilsiz topaklar oluşturduğu düşünülüyordu. Daha önce Hubble Uzay Teleskobu tarafından yapılan gözlemler de bu görüşü destekler nitelikteydi; zira 11 milyar yıllık geriye bakış süresinin ötesinde sarmal galaksiler oldukça nadir görünüyordu. Ancak Alaknanda’nın keşfi, bu yapıların bu kadar erken bir dönemde nasıl oluştuğuna dair bilim dünyasında yeni ve ciddi soru işaretleri yarattı.
Çalışmanın ortak yazarlarından Yogesh Wadadekar, yaptığı açıklamada bu durumu şöyle özetledi: “Alaknanda, erken evrenin tahmin ettiğimizden çok daha hızlı bir galaksi inşası yeteneğine sahip olduğunu ortaya koyuyor. Bu galaksi, bir şekilde sadece birkaç yüz milyon yıl içinde 10 milyar güneş kütlesindeki yıldızı bir araya getirip onları güzel bir sarmal disk şeklinde organize etmeyi başarmış. Bu, kozmik standartlara göre olağanüstü derecede hızlı bir süreç ve astronomları galaksilerin nasıl oluştuğunu yeniden düşünmeye zorluyor.“
Webb Teleskobu Eski Modelleri Yıkıyor
James Webb’in çok daha keskin olan görüş yeteneği, erken evrenden birçok disk şeklindeki galaksiyi ve artık Alaknanda da dahil olmak üzere, eski modellerin tahmin ettiğinden çok daha erken dönemlere ait, sayısı az ama giderek artan gerçek sarmal galaksileri ortaya çıkardı. Teleskop daha önce, 2023 ve 2024 yıllarında sırasıyla CEERS-2112 ve REBELS-25 adlı iki sarmal galaksiyi de erken evrende tespit etmişti.
Hindistan’daki Tata Temel Araştırmalar Enstitüsü’ne bağlı Ulusal Radyo Astrofiziği Merkezi (NCRA-TIFR) bilim insanları tarafından yapılan Alaknanda keşfi, prestijli bilim dergisi Astronomy & Astrophysics‘te yayımlandı. Çalışmanın baş yazarı Rashi Jain, bulguların teorik çerçeveyi zorladığını belirterek şunları söyledi: “Galaksi oluşumunu yönlendiren fiziksel süreçler — gaz birikimi (akresyon), disk oturması ve muhtemelen sarmal yoğunluk dalgalarının gelişimi — mevcut modellerin öngördüğünden çok daha verimli bir şekilde işleyebiliyor. Bu durum bizi teorik çerçevemizi yeniden düşünmeye zorluyor.“
Alaknanda: İsmini Himalaya Nehrinden Alan Dev
İsmini, Ganj Nehri’nin ikiz kollarından biri olan bir Himalaya nehrinden alan Alaknanda, yaklaşık 32.000 ışık yılı çapında. Bu boyut, modern büyük sarmal galaksilerle kıyaslanabilir düzeyde. Galaksi ayrıca devasa sayıda yıldıza ev sahipliği yapıyor. Elde edilen görüntüler, galaksinin halihazırda düz, dönen bir diske ve klasik fırıldak şekline sahip iki net sarmal kola sahip olduğunu gösteriyor. Bu kolların pürüzsüz ve simetrik görünümü, Alaknanda’ya “grand-design” (büyük tasarım) sarmal galaksi unvanını kazandırıyor. Bu terim, parçalı veya kırık kollar yerine, belirgin ve bütünlüklü kollara sahip galaksiler için kullanılıyor.
Yıldız Doğumunun “İnci Dizisi”
Bilim insanları, sarmal kollar boyunca yeni doğmuş yıldızlardan oluşan parlak topak zincirleri gözlemledi. Bu topaklar, adeta bir “inci dizisi” gibi görünüyor ve gazın yoğun ceplere çökerek yeni yıldızları ateşlediği alanları işaret ediyor. Diğer açılardan bakıldığında ise her bir dizi, daha büyük bir sarmal kolun parçası olarak beliriyor. Araştırma ekibi, bu kadar uzak bir galaksideki muazzam detayları, kütleçekimsel mercekleme (gravitational lensing) adı verilen doğal bir fenomenin yardımıyla görebildi. Alaknanda ile Dünya arasında bulunan devasa bir galaksi kümesinin yerçekimi, gökyüzünde dev bir büyüteç gibi davranarak Alaknanda’nın ışığını büktü ve parlaklığını iki katına çıkararak detayların görünür olmasını sağladı.
Hızlı Büyüme ve Genç Yıldızlar
Alaknanda’nın tarihini anlamak için araştırmacılar, ultraviyoleden kızılötesine kadar uzanan 21 farklı ışık dalga boyundaki parlaklığını karşılaştırdı. Bu ölçümleri yıldız popülasyonlarının bilgisayar modelleriyle eşleştirerek, galaksinin yıldızlarının ortalama yaşının sadece 200 milyon yıl olduğunu tahmin ettiler. Bu, yıldızların kabaca yarısının, evren 1 milyar yaşını geçtikten sonra meydana gelen hızlı bir patlamayla oluştuğu anlamına geliyor.
Alaknanda hızla büyümeye devam ediyor. Galaksi, yılda yaklaşık 63 Güneş kütlesine eşit oranda yeni yıldız oluşturuyor. Bu oran, Samanyolu‘nun bugünkü yıldız oluşum hızından düzinelerce kat daha hızlı. Belirli ışık renkleri beklenenden daha parlak parlıyor çünkü yeni yıldızların etrafındaki parlayan gaz güçlü sinyaller yayıyor; bu da galaksinin yoğun yıldız oluşum aktivitesini doğruluyor.
Bilinmezlikler ve Gelecek Araştırmalar
Bilim insanları, bu antik sistemlerde sarmal kolların nasıl bu kadar hızlı oluştuğunu henüz tam olarak bilmiyor. Bazı teoriler, bu kolların disklerin içindeki yavaş hareket eden yoğunluk desenlerinden kaynaklandığını öne sürerken, diğerleri yakındaki galaksilerden gelen kütleçekimsel bozulmalara veya büyük gaz topaklarına işaret ediyor. Alaknanda’nın, sarmal yapısını tetiklemeye yardımcı olmuş olabilecek küçük bir komşu galaksiye sahip olduğu görülüyor, ancak bu sonuca varmak için daha fazla kanıta ihtiyaç var. Gelecekte Webb teleskobunun galaksilerin içindeki hareketleri ölçen enstrümanları ve radyo teleskopları kullanılarak yapılacak gözlemler, Alaknanda’nın yıldızlarının ve gazının merkezi etrafında nasıl döndüğünü haritalayabilir. Bu veriler, diskin nihai şekline oturup oturmadığını veya sarmal kolların gelişimsel bir aşamayı temsil edip etmediğini belirlemeye yardımcı olabilir.
