Atomik Hidrojen Şimdiye Kadarki En Uzak Galakside Tespit Edildi

Hidrojen evrendeki en yaygın elementtir ve tek bir atom şeklinde veya bir molekülde eşleştirilmiş halde gelir. Atomik hidrojen, kuantum durumunu değiştirirken, radyo emisyonunun belirli dalga boyu olan 21 santimetre çizgisi olarak bilinen, belirli bir ışık yayabilir. Yeni gözlemler, bu emisyonu şimdiye kadarki en uzak galakside tespit edebildi.

En basit hidrojen atomu, bir proton ve bir elektrondan oluşur. Temel parçacıklar, spin olarak bilinen bir niceliğe sahiptir ve en az enerjik durum, bu iki parçacığın dönüşünün ters yönü gösterdiği zamandır. Ancak çoğu zaman, hidrojen oluştuğunda veya başka şeylerle etkileşime girdiğinde, aynı yönü gösterirler. Böylece zamanla, sistem bir miktar enerji salacak ve geçiş yapacaktır. Bu enerji, gök bilimcilerin aradığı radyo emisyonudur.

21 santimetre çizgisinin en uzak tespiti için bir önceki rekor sahibi, bu radyo dalgalarını 4,1 milyar yıl önce yaydı. Yeni tespit bunu iki katından fazlasına çıkarıyor. Evrende 8,8 milyar yıl boyunca seyahat etti. Bu emisyonu tespit etmek, bir kütleçekimsel merceğin varlığı sayesinde mümkün oldu. 1,8 milyar ışık yılı uzaklıkta yer alan yoğun bir ön plan eliptik galaksi, kütlesi ile uzay-zamanı büktü. 21 santimetre çizgisi, arkasındaki, ışığı önemli ölçüde büyütülmüş bir galaksiden geliyor.

Hindistan Bilim Enstitüsü'nden ortak yazar Profesör Nirupam Roy, bir açıklamada, "Bu özel durumda, sinyalin büyütülmesi yaklaşık 30 kattı ve yüksek kırmızıya kaymalı evreni görmemize imkan verdi." dedi.

Kırmızıya kayma gök bilimciler tarafından ölçülen bir niceliktir ve bir cismin evrendeki uzaklığıyla orantılıdır. Evrenin kozmik mesafelerde genişlemesi nedeniyle, cisimlerin yaydığı ışık, görünür ışık spektrumunun kırmızı kısmına doğru kaydırılır, dolayısıyla "kırmızıya kayma" olur. Evren genişledikçe ışığın dalga boylarının uzadığını hayal edebilirsiniz. Yani, bu galaksiden gelen emisyon, başlangıçta 21 santimetre iken, daha uzun bir dalga boyunda ölçülmüştür.

McGill Üniversitesi'nden Dr. Arnab Chakraborty, "Galaksiye olan muazzam uzaklık nedeniyle, 21 cm emisyon çizgisi, sinyal kaynaktan teleskoba gittiğinde 48 cm'ye kırmızıya kaymıştı." diye ekledi.

Ekip, bu ölçümlerle galakside ne kadar atomik hidrojen olduğunu tahmin edebildi. Değer, o galaksideki yıldızların tahmini kütlesinin yaklaşık iki katı olan 900 milyar Güneş'e eşdeğerdir.

Gözlemler, yükseltilmiş Dev Metre Dalga Radyo Teleskobu (GMRT) sayesinde mümkün oldu. Gözlemevi Narayangaon, Hindistan'da bulunuyor.

Hindistan Ulusal Radyo Astrofizik Merkezi'nde merkez direktörü Yashwant Gupta, "Uzak Evrenden salınan nötr hidrojeni tespit etmek son derece zordur ve GMRT'nin temel bilim hedeflerinden biri olmuştur. GMRT ile çığır açan bu yeni sonuçtan memnunuz ve gelecekte aynı sonucun doğrulanabileceğini ve geliştirilebileceğini umuyoruz." diye açıkladı.

Çalışma, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’de yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.