Hubble Uzay Teleskobu’nun görüntüsünde, iki parlak gözü ve kavisli gülümsemesi olan dev bir yüzü andıran galaksi kümesi yer alıyor. Dünya’dan yaklaşık 4,5 milyar ışık yılı uzaktaki bu manzara, galaksilerin rastlantısal dizilişinden değil, kütleçekim merceklenmesinden kaynaklanıyor.
Gülümseyen görüntünün ardındaki galaksi kümesi
Büyük Ayı takımyıldızı doğrultusunda bulunan SDSS J1038+4849 galaksi kümesi, NASA ve Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından paylaşılan Hubble görüntüsünün merkezinde. Kümedeki iki parlak turuncu galaksi yüzün gözlerini andırırken aradaki beyaz nokta burun izlenimi veriyor. Kavisli ışık çizgileri ise daha uzaktaki galaksilerden geliyor.
Bu şekil, güçlü kütleçekim merceklenmesinin sonucu. Albert Einstein’ın genel görelilik teorisiyle açıklanan bu olayda, büyük kütleli cisimler çevrelerindeki uzay-zamanı büker ve arkalarındaki gök cisimlerinden gelen ışığın yolunu değiştirir.
Işık yolları nasıl kavisleniyor?
Yüzlerce galaksiyi bir arada tutabilen galaksi kümeleri, evrendeki en büyük kütleli yapılardan. Oluşturdukları kütleçekim alanı, arkalarından gelen ışığın yönünü değiştirebiliyor. Bu etki, ağır bir topun trambolinin yüzeyini eğmesine benzetilebilir: Büyük kütleli cisim uzay-zamanı büker; bu bölgeden geçen ışık da eğilmiş uzay-zaman boyunca ilerler ve gözlemcilere farklı bir doğrultudan ulaşır.
SDSS J1038+4849 kümesinin kütleçekimi, arka plandaki galaksilerden gelen ışığı bükerek kavisli görüntüler oluşturuyor. Bu ışık izleri ve galaksilerin konumları bir araya geldiğinde gülen bir yüzü andıran görünüm ortaya çıkıyor. Merceklenme her zaman bu tür tanıdık şekiller üretmiyor; uzak bir gök cismi yay gibi uzamış, birden fazla görüntü halinde ya da neredeyse tam bir halka olarak görülebiliyor.
Einstein Haçı ve dört süpernova görüntüsü
Kütleçekim merceklenmesinin dikkat çeken örneklerinden biri 2014’te kaydedildi. Gökbilimciler, Dünya’dan yaklaşık 5 milyar ışık yılı uzaktaki MACS J1149.6+2223 galaksi kümesini incelerken çok daha uzakta gerçekleşen bir süpernovadan gelen ışığı tespit etti.
Işığı Dünya’ya ulaşana kadar 9 milyar yıldan uzun süre yol alan süpernova, önündeki büyük kütleli yapıların mercek etkisiyle dört ayrı görüntü halinde gözlemlendi. Bu düzen, Einstein Haçı olarak bilinen oluşumun dikkat çekici bir örneğini oluşturdu.
Bu tür gözlemler, genel görelilik teorisinin öngörülerini sınamaya ve evrenin uzak bölgelerini araştırmaya yardımcı oluyor. Normalde görülmesi güç, sönük ve uzak gök cisimleri merceklenme sayesinde daha belirgin hale gelebiliyor.
Merceklenme evrenin geçmişini incelemeye yardımcı oluyor
Kütleçekim mercekleri yalnızca uzak galaksileri görüntülemek için kullanılmıyor. Bilim insanları bu yöntemden yıldızların fiziksel özelliklerini belirlemek için de yararlanıyor. Araştırmacılar 2023’te merceklenme yardımıyla tek bir beyaz cüce yıldızın kütlesini ölçtü. Hesaplamalara göre yıldızın kütlesi, Güneş’in yaklaşık yüzde 56’sına karşılık geliyor.
Yöntemin bir diğer kullanım alanı, evrenin ilk dönemlerinden gelen ışığı incelemek. Hubble ve James Webb uzay teleskoplarının 2022’deki gözlemleriyle gündeme gelen Earendel adlı yıldız, kütleçekim merceklenmesinin büyütme etkisi sayesinde tespit edildi. Dünya’dan yaklaşık 12 milyar ışık yılı uzaktaki Earendel, gözlemlenebilen en uzak tekil yıldız olarak tanımlandı.
SDSS J1038+4849 kümesinin oluşturduğu ışık kavisleri, kozmik gülümsemenin yanı sıra büyük kütleli yapıların uzay-zamanı nasıl etkilediğini de gösteriyor.
