Webb'in mercek rekoru: XLSSC 122 kümesi, 10 milyar yıl önce beklenenden fazla olgun

James Webb Uzay Teleskobu'nun gözlemleri, yaklaşık 10,4 milyar ışık yılı uzaklıktaki XLSSC 122 galaksi kümesinin, güçlü kütle çekimsel mercekleme etkisi gösterdiği bilinen en uzak küme olduğunu ortaya koydu. Caltech'in astrofizik veri ve bilim merkezi IPAC'ın öncülük ettiği üç makalenin sonuçları, 17 Haziran 2026'da Amerikan Astronomi Derneği'nin 248. toplantısındaki basın toplantısında sunuldu. Çalışmalar, kümenin kütlesinin merkezde beklenenden çok daha yoğun toplandığını gösteriyor.

Kütle çekimsel mercek nedir?

Çok büyük kütleler, arkalarındaki daha uzak cisimlerden gelen ışığı bükerek bir mercek gibi davranır. Güçlü merceklemede bu etki o kadar belirgindir ki arka plandaki galaksiler kümenin çevresinde ışık yayları halinde görünür. Yayların biçimi ve konumu, kümedeki toplam kütlenin nasıl dağıldığını hesaplamaya olanak tanır. Bu kütlenin büyük bölümü, ışık yaymadığı için doğrudan görülemeyen ama kütle çekimi etkisi pek çok gözlemle desteklenen karanlık maddeden oluşuyor. IPAC'ta görevli bilim insanı ve ilk makalenin baş yazarı Kyle Finner, güçlü merceklemeyi karanlık maddeyi görmeden ölçmenin bir yolu olarak tanımlıyor.

XLSSC 122'nin arkasında bir ya da birden fazla uzak galaksinin tam hizada bulunması bu açıdan bir şans. Küme ilk kez 2014'te Avrupa Uzay Ajansı'nın XMM-Newton uydusunun X-ışını taramasında fark edilmişti. Hubble Uzay Teleskobu'nun gözlemleri uzaklığını ve şaşırtıcı derecede gelişmiş yapısını doğrulamış, ancak mercekleme yaylarını gösterememişti. Yaylar ilk kez Webb'in görüntülerinde ortaya çıktı. Finner, ilk görüntüleri gördüklerinde kümede güçlü mercekleme olduğunu fark edip şaşırdıklarını anlatıyor.

Kozmik öğle vaktinden bir aykırı

XLSSC 122, gökbilimcilerin kozmik öğle vakti dediği, bundan yaklaşık 10 milyar yıl önceki döneme ait. Evrenin yıldız oluşumunun zirve yaptığı bu dönemde galaksiler bugünkünden 100 kata kadar daha hızlı yıldız üretiyordu; galaksi kümeleri de daha küçük sistemlerin birleşmesiyle toplu halde oluşmaya başlıyordu. Bu nedenle o dönemin kümelerinin henüz toparlanma aşamasında olması bekleniyor.

XLSSC 122 ise yakın evrendeki kümeler kadar büyük ve düzenli görünüyor. Mercekleme ölçümleri, kütlesinin olağanüstü ölçüde merkezde toplandığını gösterdi. Standart kozmoloji modelleri büyük yapıların çok daha yavaş biriktiğini öngördüğü için, bu kadar erken bir dönemde böyle yoğun bir çekirdek beklenmiyor. Finner, XLSSC 122'nin evrende oluştuğu bilinen ilk kümelerden biri olduğunu ve kütle yoğunlaşmasının modellerin öngörüleriyle uyuşmadığını söylüyor.

Birleşmekte olan bir küme

İkinci makalede ekip, arka plan galaksilerinin biçiminde yalnız istatistikle saptanabilen küçük bozulmalara dayanan zayıf merceklemeyi kullandı. Güçlü mercekleme kümenin çekirdeğini tartarken zayıf mercekleme dış bölgeleri de kapsıyor. Bu ölçümler başka teleskopların X-ışını ve radyo verileriyle birleştirildiğinde, XLSSC 122'nin hâlâ birleşme sürecinde olduğu, galaksilerinin bir araya gelmeyi sürdürdüğü anlaşıldı. Çalışma, merkezdeki yoğun kütle bulgusunu da doğruladı.

Nisan 2026'da yayımlanan üçüncü makale, kümedeki galaksilerin arasında serbestçe dolaşan yıldızların yaydığı sönük ışığı, yani küme içi ışığı inceledi. Bu, şimdiye kadar saptanmış en erken küme içi ışık. Işığın geniş bir alana yayılmış olması, çarpışan galaksilerden saçılan yıldızların henüz kümenin çekirdeğine yerleşmediğini, yani birleşmenin sürdüğünü destekliyor. Dikkat çekici bir ayrıntı da merkezdeki küme içi ışığın biçiminin, mercekleme ile bulunan karanlık madde yoğunlaşmalarıyla iyi örtüşmesi. Finner'a göre bu kümede küme içi ışık adeta karanlık maddenin izini sürüyor. Bu ilişki başka kümelerde de görülürse karanlık maddenin yerini belirlemek için yeni bir araç olabilir.

Tek küme yetmez

Bulgunun sınırı açık: tek bir aykırı küme, kozmoloji modellerini yıkmaya yetmiyor. Ekip benzer uzaklıkta onlarca küme bulup incelemeyi amaçlıyor. Webb dar ve hedefli bir görüş alanına sahip olduğu için bu adaylar geniş alanlı X-ışını ve radyo taramalarıyla, ayrıca kümelerin Büyük Patlama'nın artığı olan kozmik mikrodalga arka plan ışımasında bıraktığı izlerle (Sunyaev-Zel'dovich etkisi) aranacak. XLSSC 122 gibi erken olgunlaşmış ve kütlesi merkezde yığılmış başka kümeler çıkarsa, evrenin yapı oluşumunu anlatan modellerin gözden geçirilmesi gerekebilir.