Bu dönem, kozmik tarih açısından büyük önem taşıyor çünkü gözlemlenmesi en zor ve en az keşfedilmiş evrelerden biri. Uluslararası Radyo Astronomi Araştırma Merkezi’nden Ridhima Nunhokee, “Bu, evrenimizin en az keşfedilmiş dönemlerinden biri. Öğrenecek çok şeyimiz var” dedi.
Bilim insanları, evrenin yaklaşık 13,8 milyar yıl önce Büyük Patlama ile başladığını ve hemen ardından hızla soğuduğunu biliyor. Yaklaşık 400 bin yıl sonra proton ve elektronlar birleşerek nötr hidrojen atomlarını oluşturdu ve evren, “kozmik karanlık çağlar” olarak bilinen ışık yoksunu döneme girdi. Yüz milyonlarca yıl süren bu karanlık dönem, ilk yıldızların ve galaksilerin doğuşuyla sona erdi. Bu gökcisimlerinin yaydığı yoğun morötesi ışık, hidrojen gazı sisini dağıtarak evrenin şeffaflaşmasına neden oldu; bu süreç “Reiyonizasyon Çağı” olarak adlandırılır.
Ancak evrenin bu evreden önce nasıl bir yapıda olduğu hâlâ büyük bir gizem olarak kalıyor.
AMAÇ ‘ESKİ BİR FISILTI’YI YAKALAYABİLMEKTİ
Yeni çalışmada, Avustralya’nın batısındaki çöl bölgesinde yer alan Murchison Widefield Array adlı radyo teleskoptan yaklaşık 10 yıllık veriler incelendi. Amaç, hidrojen atomlarından gelen ve 21 santimetre dalga boyuna sahip zayıf bir radyo sinyalini — adeta eski bir fısıltıyı — yakalayabilmekti. Bu sinyal, atomun içindeki proton ve elektronun spinlerinin yön değiştirmesiyle oluşan bir enerji değişimi sonucu ortaya çıkıyor.
Bu sinyali tespit etmek olağanüstü zor çünkü Samanyolu, yakın galaksiler, Dünya atmosferi ve teleskobun kendisi gibi birçok kaynak, sinyali bastıracak kadar güçlü radyo gürültüsü yayıyor. Ekip, bu “parazitleri” ortadan kaldırmak için yeni bir istatistiksel filtreleme tekniği geliştirdi ve sonuçta bugüne kadar elde edilen en temiz erken evren radyo haritası oluşturuldu.
Verilerde beklenen soğuk sinyalin izine rastlanmadı. Yani eğer evren yıldızların doğuşuna kadar tamamen soğuk kalsaydı, bu sinyal görünür olacaktı. Ancak araştırma, sinyalin yokluğunun evrenin tahmin edilenden daha sıcak olduğunu gösterdi. Çalışmanın başyazarı, Curtin Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Cathryn Trott, “Evren geliştikçe galaksiler arası gaz genişleyip soğur. Bu nedenle çok soğuk olmasını beklerdik. Ölçümlerimiz, bu gazın en azından belirli bir miktarda ısındığını gösteriyor. Çok değil ama ‘çok soğuk reiyonizasyon’ senaryosu artık devre dışı kaldı” dedi.
Bu erken ısınmanın nedeni olarak ilk kara deliklerden gelen X-ışınları ve dev yıldızların kalıntıları gösteriliyor. Nunhokee, bu kozmik etkilerin görünür yıldız ışığı henüz evreni doldurmadan çok önce hidrojen gazını etkilemeye başlamış olabileceğini belirtti.
Araştırmanın geliştirdiği veri arıtma yöntemi, şu anda Avustralya ve Güney Afrika’da inşa edilen yeni nesil radyo teleskop Square Kilometre Array (SKA) için de temel hazırlıyor. Nunhokee, “Ne aradığımızı biliyoruz. SKA’dan sadece birkaç saatlik veri, istediğimiz seviyeye ulaşmamızı sağlayacak” dedi.
