Astronomi

Evrenin İlk 3 Milyar Yılından Gelen Sinyal: En Uzak Hızlı Radyo Sinyali FRB 20240304B

MeerKAT ve James Webb Uzay Teleskobu, Büyük Patlama'dan yalnızca 3 milyar yıl sonra, 10 milyar yıldan fazla yol almış bir hızlı radyo sinyalinin kaynağını buldu (fast radio burst, FRB, magnetar, JWST).

MeerKAT radyo teleskop dizisinin Güney Afrika'daki çanak antenleri
HA
Hamza AtacPerşembe, 8 Ekim 2026 · 4 dk okuma

Bir radyo sinyali düşünün: süresi bir saniyenin binde birinden kısa, ama yaydığı enerji, Güneş’in kabaca bir yıl boyunca saçtığı enerjiyle aynı mertebede. Üstelik bu sinyal bize 10 milyar yılı aşkın bir yolculuktan sonra ulaşmış. Science dergisinde 8 Ekim 2026’da yayımlanan çalışma, şimdiye dek yeri belirlenebilmiş en uzak hızlı radyo sinyalini (fast radio burst, FRB) anlatıyor: FRB 20240304B. Sydney Üniversitesi’nden Manisha Caleb ve Themiya Nanayakkara’nın yürüttüğü ekip, sinyali Güney Afrika’daki MeerKAT teleskobuyla yakaladı, kaynağını ise James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile bir galaksiye bağladı.

Hızlı radyo sinyali nedir, neden bu kadar önemli?

Hızlı radyo sinyalleri milisaniye mertebesinde süren, gökyüzünde beklenmedik anlarda beliren radyo flaşlarıdır. İlki 2007’de eski kayıtların taranmasıyla fark edildi; bugün binlercesi biliniyor. Kaynakları hâlâ tartışmalı, ancak en güçlü aday, ışık hızına yakın hızlarda dönen, olağanüstü güçlü manyetik alana sahip nötron yıldızları olan manyetarlar (magnetar).

Asıl zorluk bir sinyalin “nereden geldiğini” bulmaktır. Radyo teleskoplar gökyüzündeki konumu yeterince hassas veremezse hangi galaksiye ait olduğu belirlenemez; galaksi bilinmeyince de mesafe bilinmez. Bu çalışmaya kadar konumu kesin saptanmış FRB’lerin en uzağı, kabaca kozmik yaşın yarısına karşılık gelen, kırmızıya kayması (redshift) yaklaşık 1 olan bir sinyaldi. FRB 20240304B bu menzili iki katına çıkarıyor.

Ne bulundu ve nasıl?

Sinyal 4 Mart 2024’te MeerKAT’ın MeerTRAP projesi kapsamında kaydedildi. MeerKAT, Güney Afrika’nın Karoo bölgesindeki 64 çanaklı bir dizidir; sinyal yaklaşık 1284 MHz merkezli bir bantta, sinyal-gürültü oranı 39 gibi çok net bir değerle görüldü. Tepe akı yoğunluğu 0,49 jansky, ışığın doğrusal polarizasyon oranı ise yaklaşık yüzde 49 ölçüldü.

Sıra kaynağı bulmaya geldi. Yer tabanlı büyük teleskoplar ve arşiv görüntüleri sinyalin konumunda hiçbir şey göstermedi; galaksi o kadar sönüktü ki. JWST’nin kızılötesi kamerası NIRCam ile (yaklaşık 28. kadir düzeyinde) soluk bir kaynak ortaya çıktı, spektrograf NIRSpec ise hidrojen (Hα) ve iki kez iyonlaşmış oksijen ([O III]) çizgilerini yakalayarak kırmızıya kaymayı verdi: z = 2,148 ± 0,001. Bu, Büyük Patlama’dan yaklaşık 3 milyar yıl sonrasına, yani yıldız oluşumunun zirve yaptığı “kozmik öğle” (cosmic noon) dönemine denk gelir. Sinyalin konumu ile galaksi arasındaki sapma yaklaşık 0,3 yay saniyesi; ekip birleşmenin doğru olma olasılığını yüzde 97,5 olarak hesapladı.

James Webb Uzay Teleskobu'nun SMACS 0723 galaksi kümesi yönündeki derin alan görüntüsü
Webb’in ilk derin alan görüntüsü (SMACS 0723). Bu kare FRB 20240304B’nin ev sahibi galaksisini göstermez; yalnızca Webb’in zayıf ve uzak galaksileri ne kadar ayrıntılı seçebildiğini hatırlatır. Görsel: NASA, ESA, CSA, STScI, kamu malı, Wikimedia Commons.

Ev sahibi galaksi: küçük, genç, metalce fakir

Galaksi ilginç biçimde mütevazı: yıldız kütlesi yaklaşık 107 Güneş kütlesi, yani Samanyolu’nun kabaca on binde biri. Yılda 0,1–0,2 Güneş kütlesi kadar yeni yıldız üretiyor; ağır element oranı (metalisite) Güneş’inkinin yüzde 10–20’si düzeyinde ve görüntüsü topaklı. Bunlar, çok genç bir yıldız topluluğunun işaretleri.

Bu tablo manyetar fikrini güçlendiriyor. Manyetarlar çok kütleli yıldızların çöküşünden doğar ve bu süreç birkaç milyon yıl içinde işleyebilir. İki nötron yıldızının birleşmesi gibi milyarlarca yıl gerektiren senaryolar ise bu kadar genç bir ortamla pek uyuşmuyor. Yine de makale temkinli: bu bir tek sinyalden çıkarılan, “tutarlı” bir yorum; kesin kanıt değil.

Fizik köşesi: bir milisaniyelik sinyal on saniyeye nasıl yayılır?

Radyo dalgaları uzay boyunca serbest elektronlarla dolu seyrek plazmadan geçer; düşük frekanslar yüksek frekanslardan daha geç ulaşır. Bu gecikme, yoldaki elektron sayısının toplamını veren saçılma ölçüsü (dispersion measure, DM) ile orantılıdır:

$$\Delta t \approx 4{,}15\ \mathrm{ms}\times \frac{\mathrm{DM}}{\mathrm{pc\,cm^{-3}}}\left(\nu_{\text{düşük}}^{-2}-\nu_{\text{yüksek}}^{-2}\right),\quad \nu\ \text{GHz cinsinden}$$

Bu sinyalin DM değeri yaklaşık 2458 pc cm-3. MeerKAT’ın 0,856–1,712 GHz bandında \(\nu^{-2}\) farkı yaklaşık \(1{,}37-0{,}34=1{,}02\) olduğundan gecikme \(\Delta t \approx 4{,}15\times 2458\times 1{,}02\ \mathrm{ms}\approx 10\ \mathrm{s}\) çıkar. Yani milisaniyelik bir sinyalin bandın bir ucundan diğerine ulaşması yaklaşık on saniye alıyor; veri analizinde bu gecikme geri sarılarak sinyal yeniden keskinleştirilir. Bu hesap bir yaklaşıklıktır, ama büyüklük mertebesini doğru verir.

Samanyolu’nun katkısı (yaklaşık 68 pc cm-3) çıkarılınca kozmik katkı yaklaşık 2330 pc cm-3 kalır. Kırmızıya kaymaya göre beklenen değerden yaklaşık 550 pc cm-3 fazla; bunun yaklaşık 235 pc cm-3‘ü sinyalin yolu üzerindeki Başak Kümesi’nden (Virgo Cluster) geliyor. Başka bir ayrıntı: gözlenen Faraday dönme ölçüsü −55,6 rad m-2; kaynak çerçevesinde bu, \((1+z)^2\approx 9{,}9\) çarpanıyla yaklaşık −550 rad m-2 eder; yani kaynağın çevresinde manyetik alanlı yoğun bir ortam olabilir.

Neden önemli?

Henüz bilinmeyenler

Tek bir sinyal, FRB’lerin kökenini çözmez. Yazarlar, çalışmanın ayrıntılı kısıtlarını açıkça belirtiyor: grubun saçılmaya katkısı muhtemelen alt sınır, polarizasyon oranı aletsel etkiler için düzeltilemedi ve saçılmanın ne kadarının ev sahibi galaksiden geldiği belirsiz. Ayrıca MeerTRAP ekibinin tahminine göre FRB’lerin yaklaşık yüzde 6’sı z > 2 mesafesinde olabilir; yani bu rekor, daha fazla ve daha uzak örneğin önünü açabilir. Bir sonraki hedef, ilk yıldız kuşaklarının dönemine yaklaşmak.

Kaynak: M. Caleb ve ark., Science (2026), DOI: 10.1126/science.adz2675; ön baskı: arXiv:2508.01648. Haber: Phys.org.

Günün bulmacasıOkumayı bitirdin. Şimdi sıra sende.Beş ipucundan bugünün bilim insanını bulabilir misin?Oyna
HA
Hamza Atac

Dr. Hamza Ataç, Fizik Akademisi'nin kurucusudur. Lisans ve fizik öğretmenliği yüksek lisans eğitimini 2008 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi'nde tamamladı. Ardından ABD'ye giderek Temple Üniversitesi'nde 2012 yılında fizik yüksek lisansını, 2017 yılında ise doktorasını aldı. Doktora çalışmasında, atom çekirdeğinin içindeki proton…

Tüm yazıları →

Astronomi bölümünden daha fazlasıTümü →

Yorum yaz

Haftanın bilimi, pazartesi sabahı gelen kutunda.

Öne çıkan haberler, bir bilim insanının hikâyesi ve haftanın bulmacası. Ücretsiz, istediğin zaman ayrılabilirsin.