eso1620tr — Bilim Bülteni

ALMA İle Şimdiye Kadarki En Uzak Oksijen Gözlemi Yapıldı

16 Haziran 2016

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi’ni (ALMA) kullanan bir grup gökbilimci Büyük Patlama’dan sadece 700 milyon yıl sonra uzak bir gökadada ışımaya başlayan oksijne dair izleri yakaladı. Bu tartışmasız bir şekilde oksijenin tespit edildiği en uzak gökada olup, büyük olasılıkla genç dev yıldızlardan çıkan güçlü ışıma sayesinde iyonlaşmış durumdadır. Bu gökada Evren’in erken dönemlerindeki kozmik yeniden-iyonlaşmadan sorumlu kaynakların bir tür örneği olabilir.

Japonya, İsveç, Birleşik Krallık ve ESO’dan gökbilimciler bilinen en uzak gökadalardan birini gözlemek için Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi’ni (ALMA) kullandı. 7.2’lik kırmızıya kayma değerine sahip olan SZDF-NB1006-2’nin Büyük Patlama’dan sadece 700 milyon yıl sonraki hali görüntülendi.

Ekip gökada içerisinde yıldız oluşumuna dair aşamalar hakkında biligiler sağlayan ağır kimyasal elementler [1] bulmayı bekliyordu, bu sayede Evren’in geçmişinde kozmik yeniden-iyonlaşma olarak bilinen bir dönem hakkında ipuçları elde edilebiliyor.

Erken Evren’de yapılan ağır element araştırmaları o döneme ait yıldız oluşumu etkinliği açısından gerekli bir yaklaşım” diyor Science dergisinde yayımlanan araştırma makalesinin başyazarı Japonya Osaka Sangyo Üniversitesi’nden Akio Inoue. “Ağır elementler üzerinde çalışmak ayrıca gökadaların nasıl oluştukları hakkında ipuçları sağlarken, kozmik yeniden-iyonlaşmaya da neyin sebep olduğunu söyleyebilir” diye ekliyor.

Evren, henüz nesneler oluşmadan önce, sadece yüksüz gazla doluydu. Ancak Büyük Patlama’dan birkaç yüz milyon yıl sonra, ilk nesneler oluşup ışık yaymaya başladıklarında, yüksüz atomlar parçalanarak iyonlaşmaya başladı. Kozmik yeniden iyonlaşma adı verilen bu süreçte Evren’in tamamı çarpıcı bir şekilde değişime uğradı. Ancak bu yeniden iyonlaşmaya sebep olan nesnelerin türü hakkında oldukça fazla sayıda tartışma mevcuttur. Çok uzak gökadalardaki koşulların araştırılması bu soruya cevap vermede yardımcı olabilir.

Uzak gökadayı gözlemeden önce araştırmacılar ALMA yardımıyla iyonlaşmış oksijene dair kanıtları nasıl görmeyi beklediklerine dair tahminler için bilgisayar simülasyonları gerçekleştirdiler. Aynı zamanda Yeryüzü’ne çok daha yakın gökada gözlemlerini de dikkate aldılar ve oksijen salınımının oldukça uzak bölgelerden bile tespit edilebileceği sonucuna vardılar [2].

Daha sonra ALMA ile yüksek-hassasiyetli gözlemler gerçekleştirerek [3] SXDF-NB1006-2 içerisinde iyonlaşmış oksijene dair izlere rastladılar, bu sayede şimdiye kadarki en uzak oksijen tespitini gerçekleştirmiş oldular [4]. Bu Büyük Patlama’dan sadece 700 milyon yıl sonra, Evren’in erken dönemlerindeki oksijenin varlığına dair açık bir kanıt olarak değerlendiriliyor.

SXDF-NB1006-2’deki oksijen miktarının Güneş’tekinden on kat daha az olduğu bulundu. “Bu kadar az miktarda bir bolluk bekleniyordu, çünkü Evren halen genç yaşta ve yıldız oluşumu için çok kısa bir geçmişe sahip,” yorumunda bulunuyor Tokyo Üniversitesi’nden Naoki Yoshida. “Simülasyonlarımız aslında Güneş’ten on kat daha az bir bolluk tahmini yapmıştı. Ancak beklenmeyen başka bir sonucumuz daha var: oldukça az miktarda toz.

Ekip gökada içerisinde herhangi bir karbon salınımına rastlayamadı, bu da bu genç gökadanın çok az miktarda iyonlaşmamış hidrojen gazı içerdiği anlamına geliyor. Gökadada yine az miktarda ağır elementlerden meydana gelen gazın varlığı da tespit edildi. “Bu gökada içerisinde beklenmedik bazı şeyler gerçekleşiyor olabilir,” diyor Inoue. “Neredeyse tamamı iyonlaşmış gazdan şüpheleniyorum.

İyonlaşmış oksijenin tespit edilmiş olması gökada içerisinde oluşan Güneş’ten onlarca kez daha büyük kütleli, çok sayıda parlak yıldızın, oksijen atomlarını iyonlaştırması için gereken yoğun mor-ötesi ışık yaydığına işaret ediyor.

Gökada içerisinde fazla toz bulunmayışı yoğun mor-ötesi ışığın kaçarak gökada dışında çok miktarda gazı iyonlaştırmasına neden oluyor. “SXDF-NB1006-2 kozmik yeniden-iyonlaşmadan sorumlu ışık kaynakları için ilk örneklerden biri olabilir,” diyor Inoue.

Bu kozmik yeniden-iyonlaşmaya ne tür nesnelerin neden olduğuna dair bilgilerimiz için önemli bir adım,” diyor Tokyo Üniversitesi’nden Yoichi Tamura. “ALMA ile bir sonraki gözlemlerimiz çoktan başladı. Daha yüksek çözünürlüklü gözlemler gökada içerisindeki iyonlaşmış oksijenin dağılımını ve hareketini görebilmemizi sağlayacak ve gökadanın özelliklerini anlayabilmemiz için gereken bilgileri temin edecek.

Notlar

[1] Gökbilimsel terminolojide, lityumdan daha ağır olan kimyasal elementler ağır elementler olarak bilinmektedir.

[2] Japon kırmızı-ötesi gökbilim uydusu AKARI bu oksijen salınımının, Evren’in erken dönemindeki ortamla benzerlikler içeren Büyük Macellan Bulutu’nda oldukça parlak olduğunu buldu.

[3] İki kez iyonlaşmış oksijenden kaynaklanan orijinal dalgaboyu 0.088 milimetredir. SXDF-NB1006-2’den gelen ışığın dalgaboyu ise Evren’in genişlemesi nedeniyle 0.725 milimetreye kadar uzayarak, ALMA tarafından gözlenebilir hale gelmiştir.

[4] Finkelstein ve arkadaşlarınca gerçekleştirilen daha önceki çalışma oksijenin varlığını daha önceki döneme dayandırıyordu, ancak yeni çalışmadakine benzer şekilde, salma çizgisinin doğrudan tespitine dair herhangi bir gözlem bulunmamaktadır.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma Inoue ve arkadaşlarınca kaleme alınan “Detection of an oxygen emission line from a high redshift galaxy in the reionization epoch”  başlıklı bir makale olarak Science dergisinde yayımlanmıştır.

Araştırma ekibinde Akio Inoue (Osaka Sangyo University, Japonya), Yoichi Tamura (The University of Tokyo, Japonya), Hiroshi Matsuo (NAOJ/Graduate University for Advanced Studies, Japonya), Ken Mawatari (Osaka Sangyo University, Japonya), Ikkoh Shimizu (Osaka University, Japonya), Takatoshi Shibuya (University of Tokyo, Japonya), Kazuaki Ota (University of Cambridge, Birleşik Krallık), Naoki Yoshida (University of Tokyo, Japonya), Erik Zackrisson (Uppsala University, İsveç), Nobunari Kashikawa (NAOJ/Graduate University for Advanced Studies, Japonya), Kotaro Kohno (University of Tokyo, Japonya), Hideki Umehata (SO, Garching, Almanya; University of Tokyo, Japonya), Bunyo Hatsukade (NAOJ, Japonya), Masanori Iye (NAOJ, Japonya), Yuichi Matsuda (NAOJ/Graduate University for Advanced Studies, Japonya), Takashi Okamoto (Hokkaido University, Japonya) ve Yuki Yamaguchi (University of Tokyo, Japonya) 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

Akio Inoue
Osaka Sangyo University
Osaka, Japan
E-posta: akinoue@las.osaka-sandai.ac.jp

Masaaki Hiramatsu
NAOJ Chile Observatory EPO officer
Tel: +81 422 34 3630
E-posta: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

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 eso1620.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso1620tr
Adı:SXDF-NB1006-2
Tür:Early Universe
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016Sci...352.1559I

Görüntüler

Schematic diagram of the history of the Universe
Schematic diagram of the history of the Universe
sadece İngilizce
Colour composite image of a portion of the Subaru XMM-Newton Deep Survey Field
Colour composite image of a portion of the Subaru XMM-Newton Deep Survey Field
sadece İngilizce
Colour composite image of distant galaxy SXDF-NB1006-2
Colour composite image of distant galaxy SXDF-NB1006-2
sadece İngilizce
Artist’s impression of the distant galaxy SXDF-NB1006-2
Artist’s impression of the distant galaxy SXDF-NB1006-2
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...