Işığın Gölgesindeki Galaksiler: Evrenin Kayıp Hikâyesi
Gökbilimciler, evrenin evrimi hakkında bildiklerimizi yeniden yazabilecek gizli bir galaksi popülasyonunu ortaya çıkarmış olabilir.
Bu soluk, tozlu galaksiler, Herschel Uzay Gözlemevi’nden alınan veriler sayesinde şimdiye kadar oluşturulmuş en derin uzak kızılötesi görüntü kullanılarak keşfedildi. Toplu ışıkları, evrenin kızılötesi spektrumdaki enerji çıktısı hakkında uzun süredir devam eden bir gizemi açıklayabilir. Doğrulanırsa, bu galaksiler mevcut galaksi evrim modellerine meydan okuyacak ve kozmosun daha önce görülmemiş bir tarafını ortaya çıkaracaktır; tozla örtülü ve yalnızca daha uzun ışık dalga boylarında görülebilen bir taraf.
Erken Evrendeki Gizli Galaksilerin Açığa Çıkarılması
Gökbilimciler, daha önce görülmemiş bir “gizli” galaksi popülasyonu keşfettiler. Bu soluk, tozla örtülü nesneler, evrenin yapısı ve evrimi hakkında önemli ipuçları ortaya çıkarabilir.
Varlıkları doğrulanırsa, “galaksi sayıları ve evrimine ilişkin mevcut modelleri etkili bir şekilde bozacaktır.”
Ayrıca evrenin enerji çıktısı hakkında uzun süredir devam eden bir gizemi çözmeye yardımcı olabilirler. Birleştirilmiş kızılötesi ışıkları, kozmik enerji bütçesinin eksik kısmını açıklayabilir ve uzun dalga boylarında gözlemlediğimiz bir boşluğu doldurabilir.
Mavi (250 mikrometre), Yeşil (350 mikrometre) ve Kırmızı (500 mikrometre) SPIRE kamera kanallarını birleştirerek oluşturulan son SPIRE Karanlık Alan görüntü haritası, her kanal toplamda 141 ayrı görüntüyü üst üste yığıyor. Görüntüdeki lekeler, hepsi ayrı galaksiler veya galaksi gruplarıdır. Ancak görüntü o kadar kalabalıktır ki, haritadaki arka plan ışığına karışan en sönük galaksilerle neredeyse hiç boş alan yoktur. Kaynak: Chris Pearson ve diğerleri.
Şimdiye Kadar Yakalanan En Derin Uzak Kızılötesi Görüntü
Bu galaksilere dair kanıtlar, uzak kızılötesi ışıkta çekilen evrenin şimdiye kadarki en derin görüntüsünden geliyor. Yaklaşık 2.000 uzak galaksiyi içeren görüntü, STFC RAL Space ve Imperial College London liderliğindeki bir ekip tarafından oluşturuldu.
STFC RAL Space’ten Dr. Chris Pearson, 10 Nisan’da Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’de yayınlanan iki makaleden birinin baş yazarıdır.
Şöyle dedi: “Bu çalışma, Herschel ile bilimi mutlak sınırına kadar zorladı, normalde fark edilebilir şekilde görebileceğimizin çok altına indi ve evrende gözlemleyebildiğimiz en sönük ışığa katkıda bulunan tamamen yeni bir galaksi popülasyonunu ortaya çıkarma potansiyeline sahip.”
Görünmeyeni Görmek İçin Görüntüleri Üst Üste Yerleştirme
Araştırmanın arkasındaki ekip, 2009’dan 2013’e kadar süren bir Avrupa Uzay Ajansı görevi olan Herschel Uzay Gözlemevi’ndeki SPIRE cihazından gelen verileri kullanarak 141 görüntüyü üst üste yerleştirerek evrenin derin görünümünü oluşturdu.
Ortaya çıkan Herschel-SPIRE Karanlık Alanı, uzak kızılötesi gökyüzünün şimdiye kadarki en derin görüntüsüdür – önceki en derin Herschel gözleminden beş kat daha derin ve teleskopla gözlemlenen gökyüzündeki diğer herhangi bir alandan en az iki kat daha derindir.
Görüntüleri üst üste yerleştirmek, gökbilimcilerin evrende en çok yeni yıldızın oluştuğu en tozlu galaksileri görmelerini sağladı.
Farklı dalga boylarında (renklerde) gözlenen SPIRE Karanlık Alanı, en kısadan en uzun kızılötesi dalga boylarına doğru hareket ediyor. Daha kısa dalga boyu görüntüleri, 3,5 ve 8 mikrometrede IRAC kamerası ve 24 mikrometrede MIPS kamerası kullanılarak Spitzer uzay teleskopundan alınmıştır. Bu dalga boyları, SPIRE gözlemlerinden 10-100 kat daha kısadır ve bu nedenle daha keskin (daha yüksek çözünürlük) görünür. 250, 250, 500 mikrometredeki SPIRE görüntüleri (ve son 250 + 350 + 500 birleşik RGB görüntü) dalga boylarındaki daha düşük çözünürlük nedeniyle daha bulanık görünür ve SPIRE haritalarında tek tek galaksileri tanımlamadaki zorlukları vurgular. Yeşil artı işareti, her görüntüde referans için aynı galaksiyi işaretler ve gökyüzünün farklı dalga boylarında ne kadar farklı göründüğünü vurgular. Kaynak: Chris Pearson ve diğerleri (Herschel), Krick ve diğerleri. 2009 (Spitzer)
Kozmik Toz ve Enerji Emisyonlarının Takibi
Ayrıca, galaksilerin sayısının parlaklığa göre nasıl değiştiğini takip etmelerini ve her birinin evrenin toplam enerji bütçesine yaptığı katkıyı ölçmelerini sağladı.
Ancak, görüntü o kadar derindi ve o kadar çok galaksi tespit etti ki, bireysel nesneler birleşmeye ve birbirlerinden ayırt edilemez hale gelmeye başladı.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde (MIT) doktora öğrencisi ve ikinci makalenin baş yazarı olan Thomas Varnish’e göre bu, bilgi çıkarmayı zorlaştırdı.
Araştırmalarının çoğunu Imperial College London ve RAL Space’te yaz stajyeri olarak gerçekleştiren Bay Varnish, “Bu aşırı kalabalığı aşmak için istatistiksel teknikler kullandık, görüntünün en bulanık kısımlarını analiz ederek orijinal görüntüde ayrı ayrı ayırt edilemeyen galaksilerin altta yatan dağılımını araştırdık ve modelledik” dedi.
Kozmik Tarihi Yeniden Yazabilecek Yeni Bir Popülasyon
“Bulduğumuz şey, görüntünün bulanıklığında gizlenmiş, orijinal analizde geleneksel yöntemlerle tespit edilemeyecek kadar sönük, tamamen yeni, keşfedilmemiş bir sönük galaksi popülasyonunun olası kanıtıydı.
“Doğrulanırsa, bu yeni popülasyon, galaksi sayıları ve evrimine ilişkin mevcut tüm modellerimizi etkili bir şekilde bozacaktır.”
Araştırmacılar şimdi, diğer dalga boylarındaki teleskopları kullanarak potansiyel yeni galaksi grubunun varlığını doğrulamayı umuyorlar.
Amaçları, bu sönük, tozlu nesnelerin doğasını ve evrenimizin evriminin büyük şemasındaki önemlerini çözmektir.
Evrenin Işığının Gizli Yarısı
Dr. Pearson şöyle dedi: “Yıldız ışığına normal teleskoplarla baktığımızda, evrenimizin hikayesinin yalnızca yarısını okuyabiliyoruz, diğer yarısı gizlidir, araya giren toz tarafından gizlenmiştir.
“Aslında, evrenin enerji çıktısının yaklaşık yarısı, toz tarafından emilen ve daha soğuk kızılötesi radyasyon olarak yeniden yayılan yıldız ışığından kaynaklanmaktadır. Evrenimizin evrimini tam olarak anlamak için gökyüzünü hem optik hem de daha uzun dalga boylu kızılötesi ışıkta gözlemlememiz gerekir.”
Herschel Uzay Gözlemevi, evreni kızılötesinde gözlemlemekle görevlendirildi ve SPIRE cihazı en uzun dalga boylarını kapsıyordu.
Uzaydaki herhangi bir bilimsel cihaz gibi, SPIRE cihazı da kalibrasyon için düzenli gözlemler gerektiriyordu ve dört yıllık görevi boyunca her ay veya daha kısa bir süre boyunca rutin olarak tek bir ‘karanlık gökyüzü’ parçasına bakıyordu.
Herschel, 2021’de James Webb Uzay Teleskobu tarafından gölgede bırakılıncaya kadar şimdiye kadarki en büyük kızılötesi uzay teleskobu rekorunu elinde tutuyordu.
Gelecek: Ufukta Yeni Nesil Bir Teleskop
Araştırmaya katılan Imperial College London astrofizikçisi Dr. David Clements şunları ekledi: “Bu sonuçlar Herschel arşivinin ne kadar değerli olduğunu gösteriyor.
“Uydunun çalışmayı bırakmasından 10 yıldan fazla bir süre sonra hala harika yeni sonuçlar alıyoruz.
“Ancak, bu büyüleyici yeni sonuçları takip etmek için bu dalga boylarında daha fazla veri elde edemiyoruz. Bunun için şu anda NASA’ya önerilen yeni nesil uzak kızılötesi görevi PRIMA’ya ihtiyacımız var.”
Astrofizik için Uzak Kızılötesi Araştırma Görevi (PRIMA), RAL Space, Sussex Üniversitesi, Imperial College London ve Cardiff Üniversitesi’nden oluşan bir İngiltere konsorsiyumu tarafından destekleniyor.
James Webb Uzay Teleskobu gibi mevcut gözlemevleri ile radyo teleskopları arasındaki boşluğu kapatan, uzak kızılötesi görüntüleme ve spektroskopi için optimize edilmiş 1,8 metrelik bir teleskopun kullanımını içerecek.
PRIMA, NASA’nın bir sonraki 1 milyar dolarlık (772 milyon £) araştırma görevi için kısa listeye alınan iki tekliften biri. ABD uzay ajansı, nihai görev seçimini 2026’da onaylayacak.
Kaynak: https://scitechdaily.com
Bilim İnsanları Şaşkın: Andromeda’nın Uydu Galaksileri Neden Asimetrik?