ALMA’nın Einstein Halkası gözlemi olağanüstü detayları gözler önüne serdi
ALMA’nın Uzun Erimli Dizge Kampanyası ile kütleçekimsel olarak merceklenen uzak bir gökadanın dikkat çekici ayrıntılı bir gözlemi gerçekleştirildi. Görüntüde gökada içinde yıldız oluşumunun meydana geldiği bölümler büyütülmüş bir şekilde görünüyor, bu kadar uzak bir gökadada bu seviyede bir ayrıntı daha önce elde edilememişti. Yeni gözlemler NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu kullanılarak yapılanlardan çok daha fazla ayrıntı içeriyor ve Avcı Bulutsusu’nun dev haline benzer şekilde gökada içindeki yıldız oluşum kümelenmelerini gözler önüne seriyor.
ALMA’nın Uzun Erimli Dizge Kampanyası ile yapılan şaşkınlık verici gözlemler sayesinde yakın ve uzak Evren’in sakinleri hakkında oldukça detaylı bilgiler elde ediliyor. 2014 yılı sonunda kampanyanın bir parçası olarak gerçekleştirilen gözlemlerde uzak gökada SDP.81 olarak bilinen uzak bir gökada hedeflendi. Bu gökadadan gelen ışık kütleçekimsel mercekleme olarak bilinen bir kozmik etkiye maruz kalmaktadır. SDP.81 ve ALMA [1] arasında yer alan büyük bir gökada mercek olarak davranmakta ve daha ötedeki gökadanın ışığını eğerek Einstein Halkası [2] olarak bilinen bir olguya mükemmel yakınlıkta bir etkiyi meydana getirmektedir.
En az altı grup bilimci [3] bağımsız olarak SDP.81’e ait ALMA verilerini bağımsız olarak analiz etti. Araştırma makalelerinin yoğunluğu gökadanın yapısı, içeriği, hareketi ve diğer fiziksel özellikleri hakkındaki bilgileri detaylı bir şekilde ortaya çıkardı.
ALMA bir girişimölçer olarak davranmaktadır. Daha basit bir şekilde ifade etmek gerekirse, dizgede bulunan antenler mükemmel bir şekilde senkronize olarak gözlem kaynağından gelen ışığı tek bir teleskop gibi toplamaktadır [4]. Sonuç olarak, SDP.81’in yeni görüntülerinin çözünürlüğü NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu’nun kırmızı ötesinde aldığı görüntülerden 6 kat daha fazladır [5].
Gökbilimcilerin kullandığı özelleştirilmiş gözlem modelleri sayesinde SDP.81 içerisinde daha önce görülmeyen soğuk moleküler gaz kaynakları oldukları düşünülen tozlu bulut yapılarının — yıldız ve gezegen doğumevleri — ayrıntıları gözler önüne serildi.
Sonuç olarak ALMA gözlemleri o kadar keskin ayrıntılar içeriyor ki araştırmacılar gökada içerisindeki yıldız oluşumu kümelenmelerini 100 ışık yılı ölçeğine kadar görebiliyor, yani Avcı Bulutsusu’nun Evren’in öteki ucunda binlerce yeni yıldız oluşturmasını gözlemeye eşdeğer.
“Gökadanın yeniden inşa edilen ALMA görüntüsü gerçekten dikkat çekici,” diyor iki araştırma makalesinde eş-yazar ve ESO Bilim Direktörü Rob Ivison. “ALMA’nın dev toplama alanı, antenleri arasındaki geniş mesafe ve Atacama çölü üzerindeki durağan atmosfer sayesinde hem görüntüleme hem de alınan tayfların mükemmel kalitesini ortaya çıkarıyor. Bu sayede oldukça hassas gözlemlerin yanı sıra gökadanın farklı kısımlarının nasıl hareket ettikleri hakkında bilgiler elde edebiliyoruz. Evren’in öteki ucundaki gökada çarpışmalarını ve çok sayıda yıldız üretimini araştırabiliyoruz.”
ALMA ile toplanan tayf bilgilerini kullanarak gökbilimciler uzak gökadaların nasıl döndüklerini ölçüyor ve kütlelerini tahmin edebiliyorlar. Verilere göre gökada içerisindeki gaz kararsız durumda; içindeki kümeleşmeler iç kısımlara doğru çökerek, gelecekte yeni yıldız-oluşum bölgelerine dönüşecekler.
Özellikle, mercekleme etkisinin modeli öndeki gökada merceğinin merkezinde süper kütleli bir karadeliğin varlığına işaret ediyor [6]. SDP.81’in merkezi kısmı tespit edilemeyecek kadar sönük olup, bu ön kısımdaki gökadanın Güneş’in 200-300 milyon katı büyüklüğünde süper kütleli bir karadeliğe ev sahipliği yaptığı anlamına gelmektedir.
Bu tekil ALMA veri setine dayanılarak hazırlanan makale sayısı dizgenin yüksek çözünürlük ve ışık-toplama gücünün potansiyelini ortaya çıkarmaktadır. Ayrıca ALMA’nın gökbilimcilerin yıllar geçtikçe daha fazla keşif yapmalarını sağlayacağını göstermekte ve uzak gökadaların doğası hakkında henüz aydınlanmamış yeni soruları ortaya çıkarmaktadır.
Notlar
[1] Merceklenen gökadanın gözlendiği zaman aralığında Evren şimdiki yaşının sadece yüzde 15’indeydi, Büyük Patlama’dan 2.4 milyar yıl sonra. Gözlenen ışık Yeryüzü’nün yaşının iki katı kadar (11.4 milyar yıl) yol aldı, dolambaçlı yolu üzerinde büyük kütleli ve görece yakın dört milyar ışık-yılı ötedeki bir gökadanın çevresini de dolaşmak zorunda kaldı.
[2] Kütleçekimsel mercekler Albert Einstein’in genel görelilik teorisi ile tahmin edilmiştir. Teorisine göre nesneler etrafındaki uzay ve zamanı bükmektedir. Bu eğri uzay-zamana doğru yaklaşan ışık bu nesne tarafından meydana getirilen eğimli yolu takip etmektedir. Bu özellikle büyük kütleli nesnelerin — dev gökadalar ve gökada kümeleri — kozmik büyüteçler olarak davranmalarına neden olmaktadır. Bir Einstein halkası kütleçekimsel merceklerin özel bir türüdür, burada, Yeryüzü, önde mercekleyen gökada ve arka kısımdaki merceklenmiş gökada mükemmel bir hizada yer alarak, düzenli bir ışık halkası meydana getirmektedir.
[3] Bilim ekibi aşağıdaki listede yer almaktadır.
[4] Antenlerin ayrıklığı maksimum 15 kilometreye kadar çıktığında ALMA’nın en ince detayları görebilme kabiliyeti aşılmaktadır. Karşılaştırma için, ALMA’nın açıklığı 500 metre olan küçük bir dizgesi ile daha önce yapılan kütleçekimsel mercekleme gözlemleri buradan görülebilir.
[5] 0.023 yay-saniyesi ya da 23 mili-yay-saniyesine kadar olan detaylara bu verilerle ulaşılabilmektedir. Hubble bu gökadayı yakın kırmızı-ötesinde 0.16 yay-saniyesi çözünürlükle gözlemiştir. Ancak bununla birlikte,daha kısa dalgaboylarında gözlem yapıldığında, Hubble daha detaylı çözünürlüğe ulaşabilmektedir, kırmızı-ötesinde 0.022 yay saniyesine kadar. ALMA’nın çözünürlüğü gözlemi yapılacak nesne türlerine göre antenler arasındaki mesafe ayarlanarak değiştirilebilmektedir. Bu gözlemler için en geniş ayrıklık kullanılmış ve mümkün olan en detaylı çözünürlüğe ulaşılmıştır.
[6] Yüksek çözünürlüklü ALMA görüntüleri araştırmacıların arkafonda yer alan gökadanın merkezi kısmını incelemelerine imkan vermektedir, bu kısım Einstein halkasının ortasında yer almaktadır. Eğer öndeki gökada süper kütleli bir karadeliğe sahipse, merkezdeki görüntü daha sönük olmaktadır. Merkezi görüntünün sönüklüğü öndeki gökadada bulunan karadeliğin kütlesine işaret etmektedir.
ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin
