NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu ile uzaklarda patlayan bir yıldız dört ayrı yerde görüntülendi. Parlama, ön plandaki gökadaların kütleçekimsel mercek etkisiyle fark edildi. Büyük bir gökada kümesindeki gökadanın dört farklı kenarında sıra dışı parlamalardan oluşturulan ‘x’ şeklindeki görsel, Einstein Haçı olarak bilinir. Süpernova, Albert Einstein’ın Genel Görelilik Kuramının 100. Yıl kutlamalarının olduğu bugünlerde keşfedildi.
Eliptik gökada, 5 milyar yılda ışığı bize ulaşan MACS J1149+2223 gökada kümesinin mercek etkisi ile fark edildi. Çok uzaktaki bir gökadadan yayılan ışık daha yakındaki kütleli gökada kümesinin yanından geçerken bükülür. Bu da kütleçekimsel mercek etkisi [1] olarak bilinir. Işığın büyük kütleli cisimlerin yanından geçerken doğrultu değiştirdiğini ilk kez Einstein fark etmişti. İşte bu yöntemle patlayan yıldızın dört farklı zamanda ve farklı yerdeki görüntüsü elde edildi.
Gökbilimciler bu şekilde birçok gökadayı görüntülemelerine karşılık bir kuasarda ilk kez bir yıldız patlamasının çoklu görüntüsünü elde ettiler.
Grism Çoklu Mercek Uzay Taraması (Grism Lens Amplified Survey from Space (GLASS)) ekibi üyesi ve Kaliforniya Üniversitesi’nden Patrick Kelly: “Gökadayı çevreleyen döngü şeklindeki dört parlak nokta tam bir sürprizdi. Ekip Frontier Alanları projesi çerçevesinde 2013’den bu yana süpernova arıyor [2]. Bu proje çerçevesinde belirlenen ve ışığı 9 milyar yılda ulaşan süpernovanın görüntüleri analiz ediliyor [3].
Danimarka’daki Karanlık Kozmoloji Merkezi’nden (Dark Cosmology Centre) Jens Hjorth: “Süpernova doğal parlaklığından 20 kat daha parlak görünüyor. Birbiriyle örtüşen merceklerin etkisi bunda etkili olmaktadır. Işık demetinin biri yolu üzerindeki gökada kümesinin üye gökadalarından birinin, diğerleri başkalarının etkisiyle bükülerek farklı yerlere ulaşır. Böylece süpernovanın ışığı farklı yerlerde odaklanır. Ortaya Einstein Haçı adı verilen, aynı ışığın dört farklı yerde görünmesinin neden olduğu çarpıyı andıran şekil çıkar” diyor.
Bu eşsiz gözlem tekniği kümedeki madde ve karanlık madde miktarının hesap edilmesine de olanak sağlar. Var olduğu bilinmesine karşılık hiçbir ışıma altında görülemeyen karanlık madde ancak kütleçekimsel mercek etkisiyle fark edilebilir. Bir gökada ya da gökada kümesindeki mercekleme etkisi barındırdığı karanlık madde miktarı hakkında ipucu verir.
Bu kadar uzaktaki bir süpernovayı fark etmek tamamen şanstır. Üstelik gelen ışığın dört farklı yerde ortaya çıkması başka bir şanstır. Her ışık noktası yolu üzerindeki madde hakkında bilgi verir ve farklı zamanda Dünya’ya ulaşır. Gökbilimciler bu farklılıkları bilerek küme içinde dağılmış olan karanlık madde miktarını modelleyerek bulabilir. Bu hesaplamalarda elbette zaman gecikmeleri de dikkate alınır [4].
Hubble Frontier Alanlar ekibinden ve John Hopkins Üniversitesi’nden Steve Rodney: “Hubble bu dört süpernova görüntüsündeki noktaları birkaç gün ya da birkaç hafta içinde oluşturdu. Şimdi ise 20 yıl önce süpernovanın tek bir nokta olarak görünmüş olabileceğini ya da beş yıl sonra başka noktaların ortaya çıkabileceğini düşünüyoruz” diyor.
Süpernovaya Norveçli gökbilimci Refsdal’ın adı verildi. Sjur Refsdal 1964 yılında evrenin genişlemesini incelemek için bir süpernovanın zaman gecikmeli görüntülerine bakılabileceğini düşünmüştü. GLASS projesi baş araştırmacısı Tommaso Treu: “Uzunca bir süredir böyle bir görüntü elde etmek için uğraşıyorduk. Sonunda başardık” diyor.
Notlar
[1] Kütleçekimsel merceklenme ilk kez Albert Einstein tarafından düşünüldü. Bu olay uzaktaki bir cisimden gelen ışığın mercek yardımıyla bükülmesine benzer.
[2] Frontier alanları uzaktaki gökada ve gökada kümelerini kütleçekimsel mercek yöntemiyle keşfetmeye dayalı üç yıllık bir Hubble programıdır. GLASS verileri de dâhil olmak üzere uzak gökada kümeleri ve gökada keşifleri için Hubble’ın yetenekleri kullanılır.
[3] Ekip kırmızıya kayma miktarına bakarak süpernovanın uzaklığını ölçmek için Hawaii’deki Mauna Kea tepesindeki WM Keck Gözlemevi’ni kullandı.
[4] Görüntüler arasındaki zaman gecikmesi kümedeki kütle miktarını veren çok ince bir hesap gerektirir. Gökbilimciler gördükleri ışığın taşıdığı her bilgiyi kullanarak sonuca ulaşmaya çalışır.
