İnsanoğlunun en karmaşık yer-tabanlı gökbilim gözlemevi, Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) resmi olarak gökbilimcilere açıldı. Halen inşa halindeki bir teleskoptan alınan ilk görüntü Evre’nin görünür-ışık ve kırmızı-ötesi teleskoplarıyla görülemeyecek bir görüntüsünü gözler önünde serdi. Dünya genelinden binlerce bilimci bu yeni astronomik aletle evrenin en karanlık, en soğuk, en uzak ve en gizemli sırlarını keşfeden ilk birkaç araştırmacı arasında olmak için yarıştı.
Şu anda, 5000 metre yükseklikte, Şili’nin kuzeyindeki Chajnantor platosunda ilerde 66 taneyi tamamlayacak olan radyo antenlerinin üçte biri, maksimum ayrıklıkları olan 16 km’den ziyade birbirlerinden sadece 125 m uzaklıkta yerleştirildiler. Ve şimdilik, halen inşa halinde de olsa, ALMA ile gözlem yapma isteğinde bulunan olağanüstü sayıdaki gökbilimcilere göre, ALMA’nın kendi türünde en iyi teleskop olduğu gözleniyor.
“Şu anki çok erken safhaya rağmen ALMA şimdiden diğer tüm milimetre-altı dizgelerini geçti. Böyle bir eşiğe ulaşmak dünya genelinde etkin çalışmalarıyla bunu mümkün kılan ALMA ortaklarının çok sayıdaki bilimci ve mühendisi için bir övgüdür” diyor ALMA’nın Avrupalı ortağı, ESO Genel Müdürü Tim de Zeeuw.
ALMA Evreni milimetre ve milimetre-altı dalgaboylarındaki ışıkla gözlüyor, ortalama olarak görünür-ışık dalgaboylarından bin kat daha uzun. Bu daha uzun dalga boylarını kullanmak gökbilimcilere uzaydaki aşırı soğuk nesneleri çalışma fırsatı veriyor – yıldız ve gezegenlerin oluştuğu bölgelerdeki kozmik gaz ve tozdan meydana gelen yoğun bulutlar veya erken evrendeki oldukça uzak nesneler gibi.
ALMA bariz şekilde görünür-ışık ve kırmızı-ötesi teleskoplardan farklıdır. Tek bir dev teleskop gibi davranan birbirine bağlı bir antenler dizgesidir, ve görünür ışıktan daha uzun dalgaboylarını tespit etmektedir. Bunun yanı sıra görüntüleri evrenin benzer resimlerinden oldukça farklıdır.
ALMA ekibi geçtiğimiz birkaç ay boyunca gözlemevinin sistemlerini Erken Bilim olarak bilinen ilk bilimsel gözlemlere hazırlamak üzere yoğun bir program içerisindeydiler. Test sonuçlarından bir tanesi, her ne kadar halen büyümekte olan bir teleskop olsa da ALMA ile alınan ilk görüntüdür. Anten Gökadaları’nın bu görüntüsünü oluşturmak için yapılan gözlemlerde sadece 12 anten birlikte çalıştı – ilk bilimsel gözlemlerde kullanılacak olan sayıdan oldukça az – ve bu antenler birbirlerine normalden daha yakın konumdaydılar. Bu faktörlerin her ikisi de gelecektekilerin tadına bakmak gibiydi. Daha fazla anten ve dizge açıklığı ile gözlemevi büyüdükçe, gözlemlerinin keskinliği, verimliliği ve kalitesi çarpıcı bir şekilde artacaktır [1].
Anten Gökadaları şekilleri önemli ölçüde bozulmuş bir çarpışan gökadalar çiftidir. Görünür ışık gökada içindeki yıldızları gösterse de, ALMA’nın görüşü görünür ışıkta görünmeyen bazı şeyleri gözler önüne seriyor: yeni yıldızların oluştuğu yoğun soğuk gaz bulutları[2]. Bu Anten Gökadaları’nın şimdiye kadar yapılmış en iyi milimetre-altı dalgaboyu görüntüsüdür.
| Anten Gökadalar grubunun ALMA (soldaki) ve Hubble (sağdaki) görüntüleri. |
ALMA Erken Bilim aşamasının ilk dokuz ayı için sadece yüz civarında projeyi kabul edebildi. Yine de, geçtiğimiz birkaç ayda hevesli gökbilimciler gözlemler için 900’ün üzerinde proje başvurusu yaptılar.
Gazın büyük kütleli yoğunlaşmaları sadece iki gökadanın merkezlerinde değil aynı zamanda çarpışmanın gerçekleştiği düzensiz bölgelerde de bulunmuştur. Buradaki toplam gaz miktarı Güneş’imizin kütlesinin bir milyar katıdır – ki bu da gelecek nesil yıldızlar için zengin bir malzeme deposudur. Bunun gibi gözlemler milimetre-altı Evreni’ne yeni bir pencere açmış ve gökada çarpışmalarının yeni yıldız oluşumlarını nasıl tetiklediğine dair anlayışımızda hayati önemde yardımları olacaktır. ALMA gözlemlerinin görünür-ışık ve kırmızı-ötesi teleskoplarıyla görülemeyecek Evren’in kısımlarını nasıl gözler önüne serdiğine dair sadece bir örnektir.
Bu dokuz kat başvuru bir teleskop için rekordur. Başarılı projeler bilimsel değerlerine, bölgesel dağılımlarına ve ayrıca ALMA’nın temel bilimsel hedefleriyle uyumlarına göre seçildi.
“Bilim için ve özellikle gökbilim için tarihi bir anda yaşıyoruz, ve ayrıca insanlığın gelişimi için, çünkü şu anda inşa halindeki en büyük teleskopu kullanmaya başladık” diyor Thijs de Graauw, ALMA Müdürü.
ALMA Erken Bilim gözlemleri için seçilen projelerden biri de Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi, Cambridge, Massachusetts, ABD’den David Wilner’indi. Wilner şöyle diyor, Cambridge, Massachusetts, ABD’den David Wilner’indi. Wilner şöyle diyor “Ekibim güneş sistemlerinin yapıtaşlarını arıyor, ve ALMA onları bulmak için eşsiz bir şekilde donatılmış.”
Wilner ve ekibinin hedefi yaşı Güneş’in % 1’i kadar olan 33 ışık yılı uzaklıktaki AU Microscopii adlı bir yıldız. “ALMA’yı bu yıldızın etrafında dolanan gezegenimsilerin “doğum halkalarını” görüntülemek için kullanacağız. Bununla birlikte sadece ALMA ile bu tozlu asteroid kuşaklarında görünmeyen gezegenlerin işaretçileri olabilecek kümelenmeleri keşfedebilmeyi umut ediyoruz.” Wilner ve ekibi elde ettikleri verileri bu yakın, toz-halkalı yıldızı ALMA ile gözleyecek olan bir Avrupalı ekip ile paylaşacak.
Diğer yıldızların etrafındaki herhangi bir yaşanabilir gezegen avı genellikle bu uzak güneş sistemlerinde suyu aramakla başlıyor. Yıldızların etrafındaki toz, gaz ve kaya yığınlarından oluşan enkaz disklerinin ayrıca -yaşamın astro-kimyası- donmuş su, gaz ve hatta belki de organik moleküller içeren kayalıklı buz yığınları olabileceğinden şüpheleniliyor.
Şili Üniversitesi’nden Simon Casassus ve ekibi de 400 ışık-yılı uzaklıktaki genç bir yıldız olan HD142527 yıldızının etrafındaki gaz ve toz diskini gözlemek için ALMA’yı kullanacak. “Bu yıldızın etrafındaki toz diski belki de dev gezegenlerin oluşumu nedeniyle açılan çok büyük bir boşluğa sahip,” diyor Casassus. “Boşluğun dışında, disk bir düzine Jüpiter-boyutlarında gezegen oluşturabilecek kadar gaz içeriyor. Boşluğun içinde, genç, gaz devi bir gezegen yeteri kadar gaz maddesi varsa, halen oluşum halinde olabilir.”Ekibin ALMA gözlemleri boş bölgeyi de içeren gazın fiziksel koşullarını ve kütlesini ölçecek. “Böylece, ALMA bize gezegen oluşumunu veya onun en son uyanışını gözleme şansı verecek.” Diyor Casassus.
Daha da uzakta, bizden 26 000 ışık-yılı ötedeki gökadamızın merkezinde, kütlesi Güneş’in dört milyon katı olan Sagittarius A* adlı dev bir karadelik bulunuyor. Onunla bizim aramızdaki gaz ve toz kendisini optik teleskoplardan gizliyor. Buna rağmen, ALMA galaktik karanlık boyunca gözleme ayarlandı ve bize Sagittarius A*’nın umutlandırıcı görüntülerini verdi.
Nijmegen Radboud Üniversitesi’nden (Hollanda) bir gökbilimci Heino Falcke şöyle diyor “ALMA bu dev karadeliğin etrafından gelen parlamaları izlememizi ve muazzam çekimiyle yakalanan gaz bulutlarının görüntülerini almamızı sağlayacak. Bu sayede bu canavarın dağınık beslenme alışkanlığını araştırabileceğiz. Işık hızına yakın hızlara sahip bazı gazların karadeliğin kontrolünden kaçabileceğini düşünüyoruz.”
Gökadaları açıkça göremesek de, çocukların boyama kitaplarındaki siyah çizgili taslaklar gibi, kozmik toz ve soğuk gaz gökadaların içindeki yapıları izlemektedirler. Görünür Evren’imizin diğer sınırlarında gizemli yoğun yıldız oluşumuna sahip gökadalar, parlak adalar, başka açıdan, sakin karanlık kozmosu bünyesinde barındırmaktadır. ALMA büyük patlamadan birkaç yüz milyon yıl kadar geçmişe dönerek gökbilimcilerin “kozmik şafak” olarak adlandırdıkları zamanda, buradaki soğuk gaz ve toz izleyicilerini arayacak.
Tokyo Üniversitesi’nden (Japonya) Masami Ouchi, her yıl en az güneş benzeri 100 kadar yıldız üreten dev, parlak bir bulutsu ile çevrili çok uzak bir gökada olan Himiko’yu gözlemek için ALMA’yı kullanacak. “Diğer teleskoplar Himiko’nun neden çok parlak olduğunu, ve etrafındaki Evren eskiden oldukça sakin ve karanlıkken nasıl bu kadar dev ve sıcak bir bulutsuyu oluşturduğunu söyleyemez,” diyor Ouchi. “ALMA Himiko’nun yıldız oluşum bulutsusunun derinliklerindeki aktiviteleri ve hareketlenmeleri bize gösterebilir ve böylece kozmik şafak döneminde gökadaların nasıl oluşmaya başladıklarını görebiliriz.”
Erken Bilim gözlemleri süresince, ALMA’nın Şili dağlarındaki, şiddetli Atacama Çölü’nde bulunan Chajnantor Ovası’ndaki inşasına devam edilecek. Her yeni, iklime-dayanıklı anten fiber-optik kablolarla dizgeye katılacak. Her uzak antenden gelen görüntüler tek, büyük bir görüntü şeklinde işlenmek üzere saniyede 17 katrilyon [3] işlem gerçekleştirebilen ALMA bağdaştırıcısı, dünyanın özel amaçlı en hızlı süper-bilgisayarına gönderilecek.
2013’te ALMA’nın Avrupa, Kuzey Amerika ve Doğu Asya’daki çok-uluslu ortaklarınca inşa edilen ALMA, 66 aşırı-hassas milimetre/milimetre-altı dalgaboyu radyo anteni dizgesi 16 km genişliğinde tek bir teleskop gibi çalışacak.
Şili Cumhuriyeti ile işbilirliğinde bir Avrupa, Kuzey Amerika ve Doğu Asya ortaklığı olan Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) uluslararası bir gökbilim tesisidir. ALMA Avrupa’da Avrupa Güney Gözlemevi (ESO), Kuzey Amerika’da ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ile Kanada Ulusal Araştırma Kurumu ve Tayvan Ulusal Bilim Kurumu işbirliğinde, ve Doğu Asya’da Japon Ulusal Doğa Bilimleri Enstitüleri (NINS) ve Tayvan Sinica Akademisi işbirliği ile finanse edilmektedir. ALMA’nın inşasını ve işletmesini Avrupa adına ESO, Kuzey Amerika adına Birleşik Üniversiteler A.Ş. tarafından yönetilen Ulusal Radyo Gökbilimi Gözlemevi (NRAO), ve Doğu Asya adına Japonya Ulusal Gökbilim Gözlemevi üstlenmiştir. Birleşik ALMA Gözlemevi (JAO) ALMA’nın inşa, işletme ve yapılandırılmasının birleştirilmiş liderlik ve yönetimini sağlamaktadır.
Notlar
[1] ALMA gibi interferometrik teleskopların görüntü kaliteleri anten sayıları ve bunların arasındaki mesafelere bağlıdır. Daha büyük ayrıklık daha keskin görüntüler oluşturulabileceği anlamına gelmektedir, eğer daha fazla anten bir arada çalışırsa, daha detaylı görüntüler elde edilebilir. ALMA ve interferometri hakkında daha fazla bilgi şu internet sitesinde bulunabilir:http://www.eso.org/public/teles-instr/alma/interferometry.html
[2] Özel milimetre ve milimetre-altı dalgaboylarındaki ışıkta gerçekleştirilen gözlemler, yeni yıldızların oluştuğu ve diğer dalgaboylarında görünmez olan hidrojen bulutlarındaki karbon monoksit moleküllerini tespit etmek için yapılmıştır.
[3] Saniyede 1.7×10 üzeri 16 işlem.
