Evrenin tarihini aynalarına yansıtacak

Fatma Gülçin Kabasakallı - Bugüne kadar insanoğlunun uzayı, evreni keşfetme merakını büyük ölçüde gidermeyi başaran ve zamanının en gelişmiş teleskobu olarak kabul edilen Hubble, yerini kendisinden çok daha büyük ve güçlü halefi "James Webb"e bırakacak.

Henüz daha gözlem çalışmalarına başlamadan tüm dünyada büyük heyecan yaratan James Webb, bilim insanlarının kafa yorduğu, en büyük bilinmezlerden olan evrenin ucu bucağı, özellikleri, başka gezegenlerde yaşam olup olmadığı gibi pek çok soruya yanıt arayacak.

Ancak James Webb teleskobundan en önemli beklenti ise, dünyayı meydana getiren Büyük Patlama’dan hemen sonra oluşan, evrendeki ilk ışığı yani ilk yıldızları ve galaksileri gözlemlemesi. Bir başka deyişle, 13.7 milyar ışık yılı öncesini yansıtarak, bizler için evrenin doğuşunu ve tarihini gözler önüne serecek. Tam da bu yüzden, James Webb teleskobu, bugüne kadar varlığından bile haberdar olmadığımız pek çok bilgiye ulaşmamıza, hatta bildiklerimizi de çürütmemize yardımcı olacak bir “zaman makinesi” olarak karşımıza çıkacak.

‘Astronomiyi yiyen teleskop’

Bugüne kadar evrenin genişleme hızı gibi astrofizik alanında çığır açıcı sonuçlara ulaşmamızı sağlayan ünlü Hubble teleskobu emekliye ayrılırken, James Webb'in filizleri, henüz Hubble’ın 1990 yılında uzaya fırlatılmasından önce atıldı. "Peki bir sonraki teleskop nasıl olmalı?" sorusunu arayan bilim insanları, 1996 yılında 4 metre çaplı ve çok daha mütevazı özelliklere sahip bir teleskop yapma fikrinde buluştu.

NASA, ilk olarak kendine 2007 yılını uzaya fırlatma tarihi olarak belirlese de, resmi inşa süreci 2004'te başlayan James Webb teleskobu, karmaşık tasarımı sebebiyle bugüne kadar pek çok kez değiştirildi, geliştirildi. Geçen zaman boyunca ortaya çıkan yeni teknolojilerle güncellenen James Webb için 500 milyon dolar bütçeyle işe başlansa da sonuçta, bugün maliyeti 10 milyar doları buldu. Bu arada tarihin en pahalı astronomi projesi olan James Webb'in bütçesinin, planlananı bu denli aşması eleştirileri de beraberinde getirmedi değil. Öyle ki, “Nature” dergisinde 2010'da yayınlanan bir makalenin başlığı "Astronomiyi yiyen teleskop" idi.

Çiçek gibi açacak

Buna rağmen, hem gökbilimciler hem de bu heyecanı yaşayan herkes, Webb teleskobundan hayallerin ötesinde keşifler bekliyor. Bunun nedeniyse, teleskobun dikkat çekici özellikleri. James Webb, berilyumla kaplanmış devasa aynaya sahip. Söz konusu ana ayna, 18 altıgen aynanın birleşiminden oluşuyor ve 6.5 metrelik çapı, 25.4 metrekarelik yüzey alanıyla Hubble’ın aynasından çok daha büyük. Ayrıca kızılötesi görüşünü sağlayan "MIRI" cihazının, çalışabilmesi için -266 derecelerde olması gerekiyor ki, teleskop bunu da sağlayabiliyor.

Yine çok dikkat çekici tasarım ve teknik özellikler barındıran bölümlerden biri de Webb'in güneşliği. Oldukça karmaşık bir tasarıma sahip güneşlik, tenis kortu büyüklüğünde olup, bugüne kadar kozmik dünyada salınan en büyük güneşlik olacak. 5 katmanlı güneşliğin, teleskobun görevini başarması için taşıdığı sorumluluk ise çok fazla. Çünkü teleskobu güneş, dünya ve ayın sıcaklığından, kızılötesi radyasyondan koruyor. Nasıl bir koruma sağladığını perspektife koymak adına, bu 5 katmanlı güneşliğin, Güneş’ten gelen ısıyı en az 1 milyon kat kadar azaltacağını belirtmekte fayda var.

Hubble ile kıyaslandığında daha büyük bir gözlem aracı olmasına rağmen, ondan iki kat daha hafif olan James Webb'in bir başka ilginçliği de uzaya katlanarak fırlatılması. Dünyadan fırlatıldıktan sonra gözlem noktasına kadar katlanmış şekilde giderken, vardığında "çiçek gibi açılmaya" başlayacak. Sistem tasarımı o kadar teknik ve karmaşık ki, sadece bu çiçek gibi açılma sürecinin bile fırlatıldıktan sonra iki hafta süreceği belirtiliyor.

Zamanın ötesine geçecek

James Webb teleskobu, bu muazzam özellikleriyle bir anlamda zamanın ötesine geçebilme kapasitesine sahip. Daha büyük aynası olduğundan daha fazla ışık toplayabilen teleskop, böylece daha uzakları görebilme şansı sunuyor. Burada söz konusu uzaklık, aslında zamansal bir uzaklığı yani Big Bang’den 400 milyon yıl sonrasını tarif ediyor.

Her şey yolunda giderse, teleskop 13.7 milyar yıl öncesine giderek, ilk gezegen ve galaksileri inceleyebilecek, kalın kozmik toz bulutlarının arkasına gizlenen yıldızlar ve galaksilerin fotoğraflarını çekecek, güneş sistemi dışındaki gezegenleri görüntüleyebilecek. Burada da kimyasal yaşam izleri ve oksijen arayarak, aslında yaşanabilir gezegenler bulmaya çalışacak. Antik galaksileri incelerken, bilim insanları onların nasıl oluştuğunu, şekillerini nereden aldıklarını, kimyasal unsurların galaksiler arasında nasıl dağıldığı, kara deliklerin galaksileri nasıl etkiledikleri ve nasıl yok oldukları sorularına yanıtlar arayacak.
Webb’in gözlemleyecekleri bunlarla da sınırlı değil. O, dünya yörüngesinde veya ötesindeki gezegenleri, uyduları, kuyruklu yıldızları, asteroitleri ve Kuiper kuşağı nesnelerini inceleyebilecek. Ayrıca çok önemli molekül, buz ve mineral izlerini araştıracak, gezegenlerin ve onların aylarındaki hava durumu da inceleyecek.

Başka boyutu görebilecek

Hubble’dan farklı özelliklerinden biri de kızılötesi bir teleskop olması ve böylece bambaşka bir boyutta keşifler yapabilmesi. Hubble insan gözünün algıladığı frekanslarda çalışırken, James Webb görsel görüntünün ötesine geçiyor. Yıldızların ve gezegenlerin çok tozlu bölgelerde oluştuğu bilindiğinden, uzun dalga boylarıyla tozlu ve gazlı kozmosun içini görmede çok daha etkili. Bununla birlikte, -230 dereceden daha soğuk bir ortamda çalışıyor, bu şekilde Hubble’dan daha soğuk, daha uzak cisimleri gözleyebilecek.

Projede bir Türk de yer alıyor

NASA, Avrupa Uzay Ajansı ve Kanada Uzay Ajansı’nın birlikte işleteceği teleskobun geliştirilmesi amacıyla bugüne kadar 10 binden fazla kişinin çalıştığı belirtiliyor. 15 ülkeden 258 şirket, kurum ve üniversiteden binlerce kişinin katkısı söz konusu. Bununla birlikte James Webb teleskobu için NASA tarafından açılan araştırma proje yarışmasına katılıp kazananlardan biri de Türk asıllı bir Alman. Almanya’ya göç eden işçi ailesinin çocuğu olan Dr. Akın Yıldırım, 2022 yılı mayıs ayında NASA’nın yeni teleskobuyla 3 milyar yıl uzaklıktaki “RXJ1131-1231” galaksisini yaklaşık 10 saat boyunca gözlemleyecek.

İlk defa bir NASA direktörünün adı verildi

Aslında teleskobun ismi, çalışmalara ilk başlandığında “Yeni Nesil Uzay Teleskobu” iken, 2002 yılında Amerikan astronotlarını aya göndermeyi başaran NASA Direktörü James Webb’in adı verildi. 1961-1968 yılları arasında NASA direktörlüğü yapan Webb’in adının bir uzay projesine verilmesi, aynı zamanda nadir görülen bir adım. Çünkü bugüne kadar genelde bu tip adlandırmalarda bilim adamlarının isimleri kullanılmıyordu.

Bu arada Webb’in çalıştığı dönemde, siyahi Amerikanlara ve homoseksüel çalışanlara karşı ayrımcı olduğu iddiaları bir dönem NASA’yı ve Amerikan bilim camiasını karıştırmış olsa da, NASA, iddialara yönelik soruşturma gerçekleştirdiğini ve bunların gerçeği yansıtmadığını açıkladı.

Ömrü neden kısa olacak?

Webb, fırlatılmasının sonra dünyadan 1.5 milyon kilometre öteye gidebilmek için yaklaşık bir ay yolculuk yapacak. Bilim insanlarının en büyük endişe duydukları konulardan biri de bu zaten. Nitekim ilk kez, bir teleskop bu kadar uzağa gönderiliyor. Örneğin Hubble dünya yörüngesi etrafında dönüyordu ve teknik bir sorun çıktığında, Hubble’a ulaşıp gerekli tamirat yapılabiliyordu. Ancak Webb için böyle bir imkan yok. Bu nedenle Webb’in ömrünün 5-10 yıl arasında olmasının beklendiğini söyleyebiliriz.

Bununla birlikte Webb’in tüm çalışma süreci ve dinamiği de, aslında çok hassas dengelere bağlı. Zira teleskopla ilgili komitelerden birinde görev alan Harvard Üniversitesi’nden astrofizikçi Grant Tremblay “Muhteşem şeyler yapacak... Umarım çalışır!..” ifadelerini kullanıyor.