Hobby-Eberly Teleskobu Karanlık Enerji Deneyi’nden (HETDEX) elde edilen verileri kullanarak, 10 ila 12 milyon yıl geriye giderek evrenin ‘Kozmik Öğlen’ini inceleyen uluslararası bir gökbilimci ekibi, birçok antik galaksiyi çevreleyen on binlerce dev hidrojen halesi keşfetti.
Önceki çalışmalar Lyman-alfa bulutsuları adı verilen bu fenomenlerin nadir olduğunu öne sürerken, yeni veriler bu devasa hidrojen halelerinin evrenin hâlâ büyüdüğü bu çağda yaygın olduğunu gösteriyor. Keşifler aynı zamanda bilinen Lyman-alfa bulutsularının boyut aralığını da genişleterek evrenin ilk galaksilerinin evrimi hakkında kritik veriler ekliyor.
Yeterli UV Işığıyla Patlatıldığında Dev Hidrojen Haleleri Parlıyor
Gökbilimciler ilk gökadaları çevreleyen devasa hidrojen halelerini biliyorlardı, ancak yalnızca bir avuç kadarı keşfedilmişti ve bu da bunların nadir olduğu yönünde genel bir varsayıma yol açtı. HETDEX veri yöneticisi ve keşfi detaylandıran çalışmanın baş yazarı Erin Mentuch Cooper, söz konusu Bu küçük veri kümesinin, bilim adamlarının görünüşte nadir görülen bu ‘merak’ hakkında çıkarabileceği sonuçları sınırladığını söyledi.
Araştırmacı, “Son 20 yıldır aynı avuç dolusu nesneyi analiz ediyoruz” diye açıkladı.
Bilim insanları Lyman-alfa bulutsularını modellemeye çalışırken, bu yapıların forma erişmesi gereken geniş hidrojen rezervlerini de hesaba katmaları gerekiyor. Ancak araştırmacılar, hidrojenin kendi ışığını üretmediğini ve bunun da tespit edilmesinin oldukça zor olduğunu belirtiyor.
Her ne kadar hidrojenin kendi kendine ürettiği ışığın olmayışı tespitini zorlaştırsa da araştırmacılar, gazın bir galaksi ya da UV yayan yıldızlarla dolu bir galaksi grubu gibi “çok fazla enerji yayan” bir nesnenin yakınında olması durumunda hidrojenin parlayacağını belirtti. Bu parıltıyı tespit etmek, her zaman yüksek talep gören hassas aletler kullanılarak önemli bir gözlem süresi gerektirir, ancak bu mümkündür.
Araştırma ekibi, bu zorlukların, daha büyük astronomik araştırmalarda en parlak, en “ekstrem” hidrojen halelerinin bir avuç tespitine ve ayrıca hedefli, küçük ölçekli araştırmalarda daha küçük tespitlere yol açtığını belirtiyor.
“Sonuç olarak, küçük adamlar ile büyük kornacılar arasındaki her şey anlaşılması zor kaldı” diye açıkladılar.
‘Muazzam ve Benzeri Görülmemiş’ Araştırmada Binlerce Lyman-Alfa Bulutsusu Buldu
Bu boşluğu doldurmak için ekip, McDonald Gözlemevi’ndeki Hobby-Eberly Teleskobu’ndan alınan gözlemleri kullandı. UT Austin’de doktora sonrası araştırmacı ve HETDEX bilim insanı olan çalışmanın ortak yazarı Dustin Davis, dünyanın en büyüklerinden biri olan ve gözlem başına 100.000 spektrum üreten teleskopun, bilim adamlarının karanlık enerjiyi anlamalarına yardımcı olmak için şu anda bir milyondan fazla galaksinin konumlarını haritaladığını belirtti.
Davis, “Yani elimizde çok büyük miktarda veri var ve bulmamızı bekleyen her türlü güzel, eğlenceli ve tuhaf şey var” diye açıkladı.
Çalışmanın ortak yazarı, HETDEX’in baş araştırmacısı ve Texas Üniversitesi Austin astronomi bölümü başkanı Karl Gebhardt, ekibin neredeyse yarım petabaytlık veri yakaladığını söyledi. Bu, daha önce HETDEX tarafından tespit edilen 1,6 milyon en parlak erken gökadanın 70.000’ini içeriyordu. Bölüm başkanı, bu kapsamlı veri toplamanın aynı zamanda galaksiler ve “aradaki bölgeler” hakkındaki verileri de içerdiğini belirtti.
Gebhardt, “Gözlemlerimiz gökyüzünde 2.000 dolunayı aşan bir bölgeyi kapsıyor” diye açıkladı ve kapsamın “muazzam ve benzeri görülmemiş” olduğunu ekledi.
Verileri Teksas Gelişmiş Bilgi İşlem Merkezi’ndeki süper bilgisayarlar aracılığıyla çalıştırdıktan sonra ekip şaşırtıcı bir keşifte bulundu. Süper bilgisayarlar, bir avuç antik galaksiyi çevreleyen dev hidrojen haleleri bulmak yerine, hedeflenen galaksilerin neredeyse yarısının bunlara sahip olduğunu buldu.
“Çalışma, bilinen hidrojen gazı halelerinin sayısını on kat artırdı: kabaca 3.000’den 33.000’in üzerine” diye açıkladılar.
Verilerin daha yakından analizi, yeni keşfedilen binlerce Lyman-alfa bulutsusu arasındaki bazı benzerlikleri ve farklılıkları ortaya çıkardı. Örneğin, en küçüğü onbinlerce ışıkyıllık bir genişliğe sahipken, en büyüğü yüzbinlerce ışıkyıllık bir alanı kapsıyordu.
Araştırmacılar ayrıca farklı şekillerde hidrojen haleleri de belirlediler. Bazıları tek bir galaksiyi çevreleyen basit, futbol şeklinde bir bulut olarak tanımlanırken, diğerleri birden fazla galaksiyi kapsayan “düzensiz lekeler” olarak tanımlandı. Mentuch Cooper, düzensiz halelerin “eğlenceli” haleler olduğunu, çünkü “uzaya uzanan dalları olan dev amiplere benzediklerini” söyledi.
Araştırmacı, “HETDEX bu halelerden çok daha fazlasını bulmamıza ve şekil ve boyutlarını ölçmemize olanak sağlıyor” diye ekledi. “Gerçekten harika bir istatistiksel katalog oluşturmamıza olanak sağladı.”
“Modelleri Düzeltebilir veya Atıp Tekrar Deneyebiliriz”
Keşif, bilinen Lyman-alfa bulutsularının sayısını önemli ölçüde artırmış olsa da, araştırmacılar bu daha büyük sayının bile muhtemelen “eksik bir tahmin” olduğunu düşündüklerini söyledi.
“En zayıf sistemlerin ne kadar büyük olduklarını tam olarak ortaya çıkaracak kadar parlak olmadığından şüpheleniyoruz.” Mentuch Cooper açıkladı.
HETDEX ekibi, keşiflerinin etkilerini tartışırken, bunun evrimi, madde dağılımı, nesnelerin hareketi ve daha fazlası dahil olmak üzere erken evren hakkındaki diğer çalışmalara bilgi sağlamasını umduklarını söyledi.
“İncelenecek 33.000 hale varken sorun artık onları nerede bulacağımız değil, hangisini seçeceğimiz olacak” diye açıkladılar.
Davis, çalışmalarının aynı zamanda gerçek verileri kullanarak bu tarihi dönemi kopyalamak için tasarlanan modellerdeki boşlukları doldurmaya da yardımcı olabileceğini söyledi.
Araştırmacı, “Artık bireysel halelere odaklanabiliyoruz ve olup bitenlerin fiziğini ve mekaniğini daha ayrıntılı olarak görebiliyoruz” diye açıkladı. “Sonra modelleri düzeltebilir veya atıp tekrar deneyebiliriz.”
Çalışma “HETDEX’teki Lyα Nebulaları: Kozmik Öğle Boyunca Lyα Haleleri ve Bloblar Arasında Köprü Oluşturan En Büyük İstatistiksel Sayım” dergisinde yayınlandı Astrofizik Dergisi.
Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief’te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].
