eso1530tr — Bilim Bülteni

ALMA İlk Kez Erken Evren’deki Gökada Topluluklarına Tanık Oldu

22 Temmuz 2015

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) ile Evren’in erken dönemlerine ait, normal gökadalarda bulunan, en uzak yıldız-oluşumu gaz bulutlarının tespiti yapıldı. Yeni gözlemler sayesinde gökbilimciler ilk gökadaların nasıl oluştuklarını görmeye başlayacak ve bu sayede yeniden-iyonlaşma dönemine ait kozmik sis perdesinin nasıl aralandığını anlamaya çalışacaklar. Şimdiye kadar sönük lekeler olarak görülen nesnelerin gökada kimlikleri ortaya çıkarılıyor.

Büyük Patlama’dan birkaç yüz milyon yıl sonra ilk gökadalar oluşmaya başladığı sırada, Evren hidrojen gazından oluşan bir sisle doluydu.  Zamanla sayıları artan parlak kaynaklar — hem yıldızlar hem de karadeliklerden güç alan kuasarlar — sayesinde sislerden arınan Evren zamanla mor-ötesi ışığa duyarlı hale geldi [1]. Gökbilimcilerin yeniden iyonlaşma dönemi adını verdikleri bu dönemde oluşan ilk gökadalar hakkında çok az şey biliniyor ve şimdiye kadar bu nesneler sönük birer leke olarak görülebildi. Ancak ALMA’nın gücünü kullanan yeni gözlemlerle bu durum değişmeye başlıyor.

Roberto Maiolino (Cavendish Laboratuarı ve Kavli Evren-bilim Enstitüsü, Cambridge Üniversitesi, Birleşik Krallık) yönetimindeki bir gökbilimciler ekibi ALMA’yı Büyük Patlama’dan sadece yaklaşık 800 milyon yıl sonra ortaya çıktıkları düşünülen gökadalara doğru yöneltti [2]. Gökbilimcilerin aradıkları şey yıldız ışığı değil, yıldızların oluştukları bölgelerdeki gaz bulutlarından gelen iyonlaşmış karbona ait sönük ışımaydı [3]. Yeni nesil yıldızlarla ilk gökadalara ait olduğu düşünülen soğuk kümelenmeler arasındaki etkileşime bakmak istiyorlardı.

Aynı zamanda şimdiye kadar gözlenmiş aşırı parlak nesnelere de  — kuasarlar ya da yüksek yıldız oluşum oranına sahip gökadalar — bakmıyorlardı. Bunun yerine fazla dramatik olmayan, ancak daha yaygın görülen, Evren’i yeniden iyonlaştıran, ve bugün etrafımızda gördüğümüz gökada yığınlarına odaklanmışlardı.

ALMA gökadalardan birinden — BDF 3299 şeklinde adlandırılan — sönük ancak net bir karbon ışıması sinyali aldı. Ancak sinyal gökadanın merkezinden değil, onun yerine kenarından geliyordu.

Çalışmanın anlatıldığı makalenin eş-yazarı Andrea Ferrara yeni bulguların önemini şu şekilde açıklıyor: “Bu Büyük Patlama sonrası bir milyar yıldan az bir süre sonra ‘normal’ bir gökadada görülen bu tür bir ışığa ait en uzak kayıttır. Bu sayede ilk gökadaların büyüme dönemlerini izleyebiliyoruz. İlk defa ilk oluşan gökadaları sönük birer nokta şeklinde değil, iç yapıları  nesneler şeklinde görebiliyoru!.

Gökbilimciler merkez dışından gelen ışımanın nedeni olarak merkezi bulutların yeni oluşan yıldızların neden olduğu şiddetli ortam — hem yoğun ışımaları hem de süpernova patlamalarının etkileri  — tarafından dağıtılmış olmasını gösteriyor, bunun yanısıra karbon ışıması gökadalar-arası ortamdan yığılmakta olan yeni soğuk gazın izinden gidiyor.

Yeni ALMA gözlemlerinin bilgisayar benzetimleri ile birleştirilmesi sayesinde ilk gökadalarda görülen ayrıntılı anahtar süreçlerin anlaşılması mümkün hale geliyor. Yıldızlardan gelen ışımanın etkileri, bozulmamış molekül bulutları, kaçmakta olan iyonlaşmış ışıma ve yıldızlar-arası ortamın karmaşık yapısı artık hesaplanabilir ve gözlemlerle karşılaştırılabilir haldedir. BDF 3299’un yeniden iyonlaşmadan sorumlu gökadalara tipik bir örnek olması muhtemel.

Yıllardır yıldızlar-arası ortamı ve yeniden-iyonlaşma dönemindeki kaynakların oluşumlarını anlamaya çalışıyoruz. Sonunda ALMA ile alınan gerçek verilerle tahmin ve hipotezleri test etmeye ve başlamış olmak oldukça heyecan verici olmakla birlikte, yeni soruları da beraberinde getiriyor. Bu türden gözlemler Evren’deki ilk yıldızlar ve gökadaların oluşumu hakkındaki çoğu zorlu problemin üstesinden gelmemizi sağlıyor,” diye ekliyor Andrea Ferrara.

Son olarak Roberto Maiolino şunları söylüyor:Bu çalışmayı ALMA olmadan yapmak imkansızdı, başka hiçbir alet bu kadar duyarlılık ve uzaysal çözünürlüğe sahip değil. Bu her ne kadar en derin ALMA gözlemlerinden biri olsa da, yine de nihai yeteneklerinin çok uzağında. ALMA gelecekte ilk gökadaların ince yapılarını görüntüleyerek gelişimlerini ayrıntılı bir şekilde izleyebilecek.

Notlar

[1] Yüksüz hidrojen gazı genç sıcak yıldızlar tarafından salınan tüm yüksek-enerjili mor-ötesi ışığı etkin bir şekilde soğurmaktadır. Sonuç olarak, bu yıldızların Evren’in erken dönemlerinde gözlenebilmesi neredeyse imkansızdır. Aynı zamanda, soğurulan mor-ötesi ışık hidrojeni iyonlaştırmakta ve onu tamamen ışığa duyarlı (geçirgen) hale getirmektedir. Böylece sıcak yıldızlar gaz içerisinde geçirgen baloncuklar meydana getirmektedirler. Bu küreler birleşerek tüm uzayı doldurduğunda ise, yeniden-iyonlaşma tamamlanarak Evren’i (ışığa karşı) geçirgen hale dönüştürmüştür.

[2] Kırmızıya-kayma değerleri 6.8 ila 7.1 arasındadır.

[3] Gökbilimciler özellikle iyonlaşmış karbonla ilgilenmektedirler, çünkü buradaki özel tayf çizgisi yıldızlar tarafından yayılan enerjinin çoğunu göstermektedir, bu sayede gökbilimciler yıldızların oluştuğu soğuk gazı takip edebiliyorlar. Özellikle, ekip bir kez iyonlaşmış karbon ([C II] olarak biliniyor) salınımına bakıyor. Bu ışıma 158 mikrometre dalgaboyunda salınıyor ve Evren’in genişlemesi sayesinde dalgaboyu artarak tam da ALMA’nın gözleyeceği yaklaşık 1.3 milimetre dalgaboyuna kadar uzatılıyor.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma R. Maiolino ve arkadaşlarınca kaleme alınan “The assembly of “normal” galaxies at z∼7 probed by ALMA” başlıklı bir makale olarak Monthly Notices of the Royal Astronomical Society adlı dergide 22 Temmuz 2015’te yayımlanmıştır.

Araştırma ekibinde R. Maiolino (Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge, Birleşik Krallık; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Cambridge, Birleşik Krallık) S. Carniani (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology; Universitá di Firenze, Florence, İtalya), A. Fontana (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, İtalya), L. Vallini (Scuola Normale Superiore, Pisa, İtalya; Universitá di Bologna, Bologna, İtalya), L. Pentericci (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, İtalya), A. Ferrara (Scuola Normale Superiore, Pisa, İtalya), E. Vanzella (INAF–Bologna Astronomical Observatory, Bologna, İtalya), A. Grazian (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, İtalya), S. Gallerani (Scuola Normale Superiore, Pisa, İtalya), M. Castellano (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, İtalya), S. Cristiani (INAF–Trieste Astronomical Observatory, Trieste, İtalya), G. Brammer (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA), P. Santini (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, İtalya), J. Wagg (Square Kilometre Array Organization, Jodrell Bank Observatory, Birleşik Krallık) ve R. Williams (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology) yer almaktadır.

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) uluslar-arası bir gökbilim tesisidir ve Şili Cumhuriyeti ile işbirliğinde bir ESO, ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ve Japonya Doğa Bilimleri Ulusal Enstitüleri (NINS) ortaklığıdır. ALMA Avrupa'da Üye Ülkeler adına ESO tarafından, NSF ile Kanada Ulusal Araştırma Vakfı (NRC) tarafından, Tayvan Ulusal Bilim Konseyi (NSC) ve Tayvan Sinica Akademisi (AS) tarafından, NINS ve Kore Gökbilim ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (KASI) işbirliği ile finanse edilmektedir.

ALMA'nın yapımı ve işletilmesi Avrupa kısmında Üye Ülkeler adına ESO tarafından, Kuzey Amerika kısmında Üniversiteler Birliği Kuruluşu (AUI) tarafından yönetilen Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından, Doğu Asya kısmında Japonya Ulusal Gökbilim Gözlemevi (NAOJ) tarafından yürütülmektedir. Birleşik ALMA Gözlemevi (JAO), birleştirilmiş liderliği ve ALMA'nın oluşturulması, idaresi ve işletilmesinin yönetimini sağlamaktadır.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 16 ülke tarafından desteklenmektedir: Avusturya, Belçika, Brezilya, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili'nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal'da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop'u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO var olan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA'nın ana ortağıdır. ESO şu anda Paranal civarındaki Cerro Armazones’te 39-metre çaplı "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmektedir.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Ankara Üniversitesi (Ankara), Çağ Üniversitesi (Mersin), Başkent Üniversitesi (Ankara), İstanbul Üniversitesi (İstanbul), İzmir Yüksek Teknoloji Üniversitesi (İzmir) ve Max Planck Yer-Ötesi Fiziği Enstitüsü’nden (Almanya) uzman kişiler yer almaktadır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi - Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00 (1250)
Cep: +90 538 614 29 38
E-posta: arif.solmaz@gmail.com | @arifsolmaz

Roberto Maiolino
Cavendish Laboratory & Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge
Cambridge, United Kingdom
Tel: +44 1223 761661
Cep: +44 7557 774718
E-posta: r.maiolino@mrao.cam.ac.uk

Andrea Ferrara
Scuola Normale Superiore
Pisa, Italy
Cep: +39 329 0715067
E-posta: andrea.ferrara@sns.it

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Cep: +49 151 1537 3591
E-posta: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso1530.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso1530tr
Adı:BDF 3299
Tür:Early Universe : Galaxy
Early Universe : Cosmology
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope
Science data:2015MNRAS.452...54M

Görüntüler

ALMA witnesses assembly of galaxy in early Universe (annotated)
ALMA witnesses assembly of galaxy in early Universe (annotated)
sadece İngilizce
ALMA witnesses assembly of galaxy in early Universe
ALMA witnesses assembly of galaxy in early Universe
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...