Evrenimizin 'Kozmik Şafağı' Düşündüğümüzden Çok Daha Geç Tamamlandı

10 milyonlarca yıl boyunca, yeni doğan Evrenimiz hidrojenle kaplandı. Bu uçsuz bucaksız sis, ortaya çıkmakta olan kozmosun şeklini belirleyen bir şafakta ilk yıldızların ışığıyla parça parça parçalandı.

Bu devasa değişim için bir zaman çizelgesine sahip olmak, Evrenin evrimini anlamamıza yardım edecekti, ancak şimdiye kadarki en iyi girişimlerimiz şüpheli verilere dayanan bulanık tahminler oldu.

Almanya'daki Max Planck Astronomi Enstitüsü tarafından yönetilen uluslararası bir gökbilimciler ekibi, belirsizlikleri ortadan kaldırmak için kuasar adı verilen çok uzak nesneden gelen ışığı kullanarak, son büyük hidrojen "sisi" tutamlarını belirledi. Bu, Büyük Patlama'dan sonraki bir milyar yıldan daha fazla bir süre olarak karşımıza çıktı.

İlk 380.000 yıl, genişleyen uzay-zamanın soğuma vakumunda donan atom altı parçacıkların statik bir hareketiyle geçti.

Sıcaklık düştüğünde, hidrojen atomları oluştu - tek elektronlarla bir araya gelen yalnız protonlardan oluşan basit yapılar.

Kısa süre sonra tüm Evren, yüksüz atomlarla doldu.

Nötr hidrojen atomları yığınlarının kuantum yasalarının tahmin edilemez dürtüsü altında toplandığı yerde, yerçekimi giderek daha fazla gaz çekti.

Bu ilk güneş doğuşu – kozmik şafağın kırılması – çevreleyen hidrojen sisini radyasyonla yıkadı, elektronlarını protonlarından uzaklaştırdı ve atomları bir zamanlar oldukları iyonlara geri döndürdü.

Bu ilk yıldızların ilk ışıklarından, ilkel hidrojenin iyonlaşmasına kadar bu şafağın ne kadar zaman aldığı hiçbir zaman netlik kazanmadı.

50 yıldan daha uzun bir süredir yürütülen araştırmalar, şiddetli aktif galaktik çekirdeklerden (kuasarlar olarak adlandırılır) gelen ışığın, yakın galaksiler arası ortamda yüzen gaz tarafından emilmesi modelini kullandı. Uzaklara uzanan bir dizi kuasar bulun, iyonize olan nötr hidrojen gazının zaman çizelgesini etkili bir şekilde görebilirsiniz.

Teoriyi bilmek önemlidir fakat pratik açıdan, bir avuç kuasardan kesin bir zaman çizelgesi yorumlamak zordur. Işıkları yalnızca Evrenin genişlemesiyle bozulmakla kalmıyor, aynı zamanda kozmik şafaktan çok sonra oluşan nötr hidrojen ceplerinden de geçiyor.

Gökyüzündeki bu iyonize hidrojen sistemini daha iyi anlamak için araştırmacılar, toplam 67 kuasardan gelen ışığı analiz ederek önceki yüksek kaliteli spektral veri sayısını üçe katlayarak örneklerini büyüttüler.

Amaç, bu daha taze hidrojen atomu ceplerinin etkisini daha iyi anlamak ve araştırmacıların daha uzak iyonizasyon patlamalarını daha iyi tanımlamasını sağlamaktı.

Kendi rakamlarına göre, orijinal hidrojenin son tortuları, Büyük Patlama'dan yaklaşık 1,1 milyar yıl sonra birinci nesil yıldız ışığının ışınlarına düştü.

Almanya'daki Max Planck Astronomi Enstitüsü'nden astronom Frederick Davies, "Birkaç yıl öncesine kadar hâkim olan görüş, yeniden iyonlaşmanın neredeyse 200 milyon yıl önce tamamlandığıydı" diyor.

"Burada, sürecin çok daha sonra, mevcut nesil gözlemsel tesisler tarafından daha kolay gözlemlenebilir bir kozmik çağda sona erdiğine dair en güçlü kanıta sahibiz."

Hidrojenin yeniden iyonlaşmasıyla yayılan spektral çizgileri doğrudan tespit edebilen geleceğin teknolojisi, sadece bu çağın ne zaman sona erdiğini değil, nasıl ortaya çıktığına dair kritik ayrıntıları da sağlayabilmelidir.

Davies, "Bu yeni veri seti, Evren'in ilk 1 milyar yılının sayısal simülasyonlarının gelecek yıllarda test edileceği çok önemli bir kıyaslama sağlıyor" diyor.