Eda Süzek
Giriş
Şimdiye kadar yapılmış en büyük teleskop olan James Webb Uzay Teleskobu 2021 yılının sonunda dünyadan 1,5 milyon km uzaktaki yörüngesine yerleşti. Hubble teleskobundan 100 kat daha güçlü olan James Webb Uzay Teleskobu, milyarlarca yıl önce evrenin oluşumundan sonra ilk dönemlerini gözlemlemek ve bir zaman makinesi gibi çalışarak galaksilerin, yıldızların, gezegenlerin nasıl oluştuğuyla ilgili sorulara yanıtlar bulabilmek için geliştirildi.
Teleskop üzerindeki kameranın mutlak sıfır noktasına çok yakın bir soğuklukta (–267 derece) çalışabilmesi için “cryocooler” adını verdikleri, helyumlu özel bir soğutma sistemi ile çalışmaktadır. Evrenin en uzak noktalarındaki en soluk ışıkları, kızılötesi dalgaları yakalayabilmesi için bu sıcaklıkta çalışması gereklidir. Gece görüşü kameraları gibi ısıyı, kızıl ötesi ve infrared ışığı yakalayarak veri elde eder. Evrenin ve zamanın başlangıcındaki galaksilerden geriye kalan şeyler sadece bu soluk ışıklardır.
Evren çok hızlı bir şekilde genişlemeye devam ediyor. Mevcut yaşı tahmini 13.8 milyar yıl olarak düşünülmektedir. Webb, kızılötesi ışığı gözlemlediği için zamanın çok gerisini görebilir fakat bu dalga boyları insan gözünün göremeyeceği kadar uzundur çünkü ışık sabit bir hızda hareket eder. Bu yüzden uzak nesnelerden gelen ışığın bize ulaşması zaman alır. Çok uzaktaki nesnelere bakmak, onları uzun zaman önce olduğu gibi gördüğümüz anlamına gelir.
Örneğin, görseldeki soluk kırmızı nokta bir galaksidir. Işığını 13,1 milyar yıl önce yaymaya başlamıştır. Bu geçen süreden sonra ışık, James Webb Teleskobu tarafından yakalanmış ve bu görsel elde edilmiştir. Bu ışık incelenerek, keşfedilen galaksinin ve gazlarının özelliklerini ortaya çıkarmak bu projenin öncelikli hedeflerinden biridir. Aldığımız cevaplar ile bu galaksinin geçmişini, yapısını hatta dünyamız ile arasındaki benzerlikleri gözlemleyebiliriz.
Canlılık Arayışı
Evrende bulunan bütün canlılar %5’lik bile yer kaplamaz. Geriye kalan %95’lik kısmın ne olduğu veya neden var olduğu hala bilmiyoruz. Dünya’da canlılığın günümüzden 3.8 milyar yıl öncesine kadar olan sürede başladığı düşünülmektedir. Dünya’nın var olup soğumaya başladığı 4.5 milyar yıl öncesinden 600-700 milyon yıl sonra geçen süreçte sonsuz sayıda kimyasal tepkime gerçekleşmiştir. Miller-Urey deneyleri ile ispatlandığı üzere, sayısız organik molekül birleşmiş, ayrılmış, tekrar birleşmiş ve deneme yanılmalar ile daha kararlı yapıda olan bileşimler varlıklarını devam ettirmiştir. Cansızlıktan canlılığın oluşumu bu şekilde 600-700 milyon yılda gerçekleşmiştir. Bu süreç, ribozim enziminin oluşması için yeterli bir süredir. RNA oluştuktan sonra, diğer moleküller ile gerçekleşen tepkimeler ve seçilim sonucu DNA molekülü oluşmuştur. RNA sıfırdan ve doğal tepkimelerle üretilebilir. RNA’nın üretilebilmesi ve ters transkripsiyon ile DNA oluşumu, DNA’nın da doğal şartlarda üretilebilir olduğunu kanıtlar. Ötegezegenlerin atmosferinde bulunan moleküller yaşam izleri aramak için kritik noktalardır. James Webb Teleskobu karbon içeren moleküllere duyarlıdır. Araştırmacılar, bu sayede yaşamın varlığına kanıt olan CH4 (metan) ve CO2 (karbon dioksit) gazlarını ötegezegen atmosferlerinde saptayarak, hayat arama çalışmalarına devam ediyorlar.
James Webb Teleskobu ötegezegenleri incelemek için transit yöntemi kullanır, bu yöntemi şu şekilde açıklayabiliriz; gezegeni yıldız arasında geçerken, bir yıldızdan gelen ışığın kararmasını arayarak bulur. Bir gezegen bir yıldızın önünden geçerken, yıldız ışığı gezegenin atmosferinden geçmiş olur. Yıldız ışığı gezegen atmosferini arkadan aydınlattığı zaman hava katmanı belirli dalga boylarını emip diğerlerini geçirir. Bu durum atmosferde oksijen, karbondioksit ve metan gibi gazların varlığını belirtir. Oksijen hayatın, karbondioksit ise çevre kirliliğinin işaretidir. Webb Teleskobu ayrıca gezegen atmosferinin spektroskopisini de yapabilir. Spektroskopi ile gezegen rengi, kış ve yaz mevsim farklılıkları, bitki örtüsü, hava durumu gibi özellikler incelenebilir. Spektroskopi, ışığın yoğunluğunu farklı dalga boylarında ölçme yöntemidir. Ölçümlerin grafiksel gösterimine spektrum denir. Spektrumlar, ötegezegen atmosferlerinin bileşimleri için birer anahtardır. Gezegen atmosferinde sodyum varsa, gezegene eklenen yıldızın spektrumu, spektrumdaki sodyum görmemiz gereken yerde absorbsiyon çizgisi gösterir. Sebebi, farklı elementlerin kendilerine özel enerjilerde ışığı emmesidir. Spektrumun neresinde sodyum, metan veya su kalıntısı görebileceğimiz bu yöntem ile belirlenir.
Dünya’nın kökenlerini ve evrendeki yaşamı izleyebilmek için, gezegenlerin oluştuğu yıldızlar ve etrafındaki maddeler ile birlikte gezegenlerin oluşumu ve evrimlerinin incelemesi gerekir. Gezegenlerin yapı taşlarının bir araya nasıl geldiğini anlamak bunun için önemli bir yöntemdir.
Kaynaklar:
- Bruce Alberts, James Dewey Watson – Hücrenin Moleküler Biyolojisi (2008)
- Diğer Dünyalar – Webb NASA
- Erken Evren – Webb NASA
- Science News Explores – The long-awaited James Webb Space Telescope has a big to-do list
Görsel Kaynak: http://webb.nasa.gov
Editör: Selin Su GÜNDÜZ