NASA teleskobu, evrenin karanlık çağlarını sona erdiren galaksiyi keşfetti

JADES GS-z13-1 galaksisi (kırmızı nokta), evrenin kritik süreçlerinden birinin sanılandan daha önce başladığına işaret ediyor (NASA/ESA/CSA)
JADES GS-z13-1 galaksisi (kırmızı nokta), evrenin kritik süreçlerinden birinin sanılandan daha önce başladığına işaret ediyor (NASA/ESA/CSA)
TT

NASA teleskobu, evrenin karanlık çağlarını sona erdiren galaksiyi keşfetti

JADES GS-z13-1 galaksisi (kırmızı nokta), evrenin kritik süreçlerinden birinin sanılandan daha önce başladığına işaret ediyor (NASA/ESA/CSA)
JADES GS-z13-1 galaksisi (kırmızı nokta), evrenin kritik süreçlerinden birinin sanılandan daha önce başladığına işaret ediyor (NASA/ESA/CSA)

NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu (JWST), evrenin en eski galaksilerinden birinden beklenmedik bir ışık yakaladı. Bilim insanları evrenin karanlık çağının sanılandan daha erken sona ermiş olabileceğini söylüyor.

Standart modele göre 13,8 milyar yıl önce gerçekleşen Büyük Patlama'nın ardından evren muazzam bir hızda genişledi ve sonra soğumaya başladı. Karanlık çağlar diye bilinen yüzlerce milyon yıllık bir dönem boyunca evren, çok yoğun bir hidrojen sisiyle kaplıydı.

Ancak daha sonra ilk yıldızların, galaksilerin ve kara deliklerin oluşmasıyla ortaya çıkan ultraviyole ışınlar, nötr haldeki hidrojeni iyonize etmeye başladı ve "kozmik şafak" denen olayla evrenin "ışıkları yandı". 

Yeniden İyonlaşma Çağı diye bilinen bu dönemin, Büyük Patlama'dan yaklaşık 1 milyar yıl sonra sona erdiği düşünülüyor. Ancak JWST'nin son gözlemleri daha erken bir tarihe işaret ediyor.

NASA öncülüğünde geliştirilen teleskobu kullanan bilim insanları, Büyük Patlama'dan yaklaşık 330 milyon yıl sonraki döneme ait bir galaksi tespit etti. Evren genişledikçe, uzaktaki cisimlerden gelen ışık, spektrumun kırmızı ucuna doğru kayıyor. Kırmızıya kayma ya da Doppler etkisi denen bu olgu sayesinde ışığın ne kadar uzaktan geldiği anlaşılıyor.

Uluslararası araştırma ekibi, JADES-GS-z13-1 isimli galaksiden gelen ışığı incelerken şaşırtıcı bir şeyle de karşılaştı: ultraviyole ışıkta saptanan Lyman-alfa emisyonu adlı parlak dalga boyu.

Bulguları hakemli dergi Nature'da dün (26 Mart) yayımlanan çalışmaya göre bu ışıma, iyonlaşma sürecine işaret ediyor ve bilim insanlarının bu dönemden beklediğinden çok daha parlak. Bilim insanları, hidrojen gazını iyonize edecek kadar yıldız oluşmadan bu ışığın Dünya'ya ulaşmaması gerektiğini söylüyor.

Arizona Üniversitesi'nden Kevin Hainline ortak yazarı olduğu çalışma hakkında "Evrenin nasıl geliştiğine dair anlayışımızı göz önüne alınca, gerçekten böyle bir galaksi bulmamalıydık" diye açıklıyor: 

Erken evreni, güçlü fenerleri bile bulmayı son derece zorlaştıracak kalın bir sisle örtülü olarak düşünebiliriz ancak burada bu galaksiden gelen ışık demetinin perdeyi deldiğini görüyoruz. Bu büyüleyici emisyon çizgisi, evrenin nasıl ve ne zaman yeniden iyonlaştığına dair muazzam çıkarımlara sahip.

Ekip, galaksiden gelen bu emisyonun kaynağını henüz bilmiyor. Ancak galaksi çekirdeğindeki yıldız oluşum sürecinden veya yıldızları parçalayan süper kütleli bir kara delikten kaynaklanabileceğini söylüyorlar. 

Evrenin ilk dönemlerine ışık tutan JWST, JADES-GS-z13-1'den eski başka galaksiler de keşfetmişti. Ancak bunlarda yeniden iyonlaşmaya dair izlere rastlanmamıştı. 

Daha sonra yapılacak gözlemler, evrenin karanlık çağlarının ne zaman bittiğine dair daha net bir fikir sunabilir.

Kopenhag Üniversitesi'nden çalışmaya liderlik eden Joris Witstok son bulgular hakkında "Mevcut tüm kanıtlar yeniden iyonlaşmanın oldukça 'geç' ve ani bir şekilde gerçekleştiğine işaret ediyor" diyor:

Büyük Patlama'dan 300 milyon yıl sonra başlamış olabileceğine dair kanıtımız, modellerimizi değiştirmemiz gerekebileceği anlamına geliyor.

Independent Türkçe, NASA, Reuters, ABC, Nature



Tek şarjla yaşam boyu enerji sağlayabilen nükleer pil geliştirildi

Radyokarbonla çalışan betavoltaik pil (Su-Il In)
Radyokarbonla çalışan betavoltaik pil (Su-Il In)
TT

Tek şarjla yaşam boyu enerji sağlayabilen nükleer pil geliştirildi

Radyokarbonla çalışan betavoltaik pil (Su-Il In)
Radyokarbonla çalışan betavoltaik pil (Su-Il In)

Bilim insanları karbonun radyoaktif bir formuyla çalışan küçük bir prototip nükleer pilin, tek bir şarjla cihazlara onlarca yıl ve hatta muhtemelen bir kullanıcının tüm ömrü boyunca güvenli bir şekilde enerji sağlayabileceğini söylüyor.

Araştırmacılar, örneğin böyle bir batarya takılı bir kalp pilinin, bir kişinin tüm yaşamı boyunca dayanabileceğini ve ameliyatla değiştirme ihtiyacını ortadan kaldırabileceğini söylüyor.

Ancak bilim insanları, bataryanın enerji dönüşüm verimliliğinin daha iyi hale getirilmesi için daha fazla optimizasyona ihtiyaç duyduğunu belirtiyor.

Modern çağda cep telefonları ve diğer birçok mobil cihaz, şarjları genellikle birkaç saat ila birkaç gün dayanan lityum iyon bataryalar kullanıyor.

Ancak bu bataryalar kullandıkça bozuluyor ve daha sık şarj edilmeleri gerekiyor.

Lityum madenciliği de enerji ve yüksek miktarlarda su gerektirdiği için çevreye zarar veriyor.

Bu nedenle araştırmacılar, lityuma alternatif olarak sık şarj gerektirmeyen güvenli nükleer piller geliştirmeyi düşünüyor.

Güney Kore'deki Daegu Gyeongbuk Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden çalışmanın baş araştırmacısı Su-Il In, "Li-ion bataryaların performansı neredeyse doymuş durumda" diyor.

Bu bataryalar, belirli malzemeler tarafından engellenebilen radyasyon yayan güvenli radyoaktif malzemelerin yaydığı yüksek enerjili parçacıklardan yararlanarak enerji üretiyor.

Örneğin beta ışınlarının (ya da yüksek hızlı elektronlar) ince bir alüminyum levha tarafından korunabilmesi, betavoltaikleri nükleer pillerde güvenli bir seçim haline getiriyor.

Amerikan Kimya Topluluğu'nun son toplantısında sunulan yeni çalışmada araştırmacılar, karbonun kararsız ve radyoaktif bir formu olan karbon-14'le çalışan bir betavoltaik batarya prototipini sergiledi.

Bilim insanları, karbonun bu formunun sadece metal bir levha kullanılarak engellenebilen beta ışınları ürettiğini ve ayrıca nükleer enerji santrallerinden çıkan bir yan ürün olduğu için "kolayca erişilebildiğini" söylüyor.

Dr. In şu ifadeleri kullanıyor:

Karbonun radyoaktif bir izotopunu kullanmaya karar verdim çünkü sadece beta ışınları üretiyor.

Bataryada elektronlar titanyum dioksit bazlı bir yarı iletkene çarparak bir "elektron transferi şelalesine" yol açıyor.

Araştırmacılar uygulamalar sırasında, her iki elektrottaki radyokarbondan salınan beta ışınlarının harici bir devreden geçen ve kullanılabilir elektrik üreten bir elektron şelalesi oluşturduğunu keşfetti.

Radyokarbon çok yavaş bozunduğundan, bataryanın teoride bütün bir ömür boyunca dayanabileceğini söylüyorlar.

"Güvenli nükleer enerjiyi parmak büyüklüğündeki cihazlara yerleştirebiliriz" diyen Dr. In, bataryaların özellikle tıbbi cihazlarda kullanım alanı bulabileceğini ekliyor.

Independent Türkçe