Bir galaksiler okyanusu sizi bekliyor: Yeni COMAP radyo araştırması

Evrenimizin doğumundan yaklaşık 400 milyon yıl sonra ilk yıldızlar oluşmaya başladı. Evrenin sözde karanlık çağları sona erdi ve yeni bir ışık dolu dönem başladı. Gittikçe daha fazla galaksi şekillenmeye başladı ve Büyük Patlama’dan yaklaşık 4 milyar yıl sonra zirveye ulaşan bir süreç olan yeni yıldızları üretmek için fabrikalar olarak hizmet etti.

Neyse ki gökbilimciler için bu geçmiş dönem gözlemlenebilir. Uzak ışığın bize ulaşması zaman alır ve teleskoplarımız milyarlarca yıl önce galaksilerin ve yıldızların yaydığı ışığı alabilir (evrenimiz 13,8 milyar yaşındadır). Ancak, oluşan yıldızların çoğu soluk ve toz tarafından gizlendiğinden, evrenimizin tarihindeki bu bölümün ayrıntıları belirsizdir.

COMAP (CO Mapping Array Project) adlı yeni bir Caltech projesi, bize bu galaksi oluşumu çağına yeni bir bakış sunacak ve evrenin yıldız üretimindeki hızlı artışına gerçekten neyin neden olduğuyla ilgili soruları yanıtlamaya yardımcı olacak.

Projenin baş araştırmacısı ve Caltech’in Owens Valley Radyo Gözlemevi’nin (OVRO) müdür yardımcısı Kieran Cleary, “Çoğu enstrüman bu döneme ait galaksilere bakarken bir buzdağının ucunu görebilir” diyor. “Ama COMAP, altında yatanı, gözden gizlenmiş olanı görecek.”

Projenin mevcut aşaması bir 10.4 metrelik “Leighton” radyo çanağı OVRO’da, çok soluk veya toz tarafından gizlendikleri için başka şekillerde görülmesi çok zor olanlar da dahil olmak üzere, uzay ve zamana yayılmış en yaygın yıldız oluşturan gökada türlerini incelemek için. Radyo gözlemleri, yıldızların yapıldığı hammaddenin izini sürüyor: soğuk hidrojen gazı. Bu gazı doğrudan saptamak kolay değildir, bu nedenle COMAP, hidrojenle birlikte her zaman mevcut olan karbon monoksit (CO) gazından gelen parlak radyo sinyallerini ölçer. COMAP’ın radyo kamerası, bu radyo sinyallerini algılamak için şimdiye kadar yapılmış en güçlü kameradır.

Projeden elde edilen ilk bilim sonuçları, geçtiğimiz günlerde yedi makalede yayınlandı. Astrofizik Dergisi. Planlanan beş yıllık bir araştırmadan bir yıl sonra yapılan gözlemlere dayanarak, COMAP, normalde görülemeyecek kadar soluk ve tozlu olanlar da dahil olmak üzere, incelenen dönemdeki gökadalarda ne kadar soğuk gaz bulunması gerektiğine dair üst sınırlar belirledi. Proje henüz CO sinyalinin doğrudan bir tespitini yapmamış olsa da, bu erken sonuçlar, ilk beş yıllık araştırmanın sonunda bunu yapma yolunda olduğunu ve nihayetinde evren tarihinin şimdiye kadarki en kapsamlı resmini çizeceğini gösteriyor. yıldız oluşumundan.

Cleary, “Projenin geleceğine baktığımızda, bu tekniği zaman içinde daha da geriye gitmek için kullanmayı amaçlıyoruz” diyor. “Big Bang’den 4 milyar yıl sonra başlayarak, birkaç milyar yıl önce, ilk yıldızların ve galaksilerin çağına ulaşana kadar zamanda geriye gitmeye devam edeceğiz.”

Baş araştırmacı ve Robinson Astronomi Profesörü Fahri Anthony Readhead, COMAP’ın yalnızca yıldızların ve galaksilerin ilk çağını değil, aynı zamanda destansı düşüşlerini de göreceğini söylüyor. “Bir okyanus gelgiti gibi yükselen ve düşen yıldız oluşumunu gözlemleyeceğiz” diyor.

COMAP, tek tek gökadaların keskin görüntülerinden ziyade, kozmik zaman içinde gökada kümelerinin bulanık radyo görüntülerini yakalayarak çalışır. Bu bulanıklık, gökbilimcilerin daha büyük bir gökada havuzundan gelen tüm radyo ışıklarını, hatta hiç görülmemiş en soluk ve tozlu olanları bile verimli bir şekilde yakalamasını sağlar.

Cleary, “Bu şekilde, herhangi bir tekil galaksinin nerede olduğunu çok kesin olarak bilmemize gerek kalmadan tipik, sönük galaksilerin ortalama özelliklerini bulabiliriz,” diye açıklıyor. “Bu, tek tek su moleküllerinin hareketlerini analiz etmek yerine bir termometre kullanarak büyük miktarda suyun sıcaklığını bulmaya benzer.”

Yeni bulguların bir özeti şurada görünür: Astrofizik Dergisi.