COMAP adlı yeni bir Caltech projesi, bize galaksi montajının ilk çağına yeni bir bakış sunacak.
Yeni COMAP radyo araştırması, yıldız oluşumunun gizli bir çağını ortaya çıkarmak için galaksilerin “buzdağının görünen ucunun” altını inceleyecek.
Evrenimizin doğumundan yaklaşık 400 milyon yıl sonra ilk yıldızlar oluşmaya başladı. Bu, evrenin sözde karanlık çağlarının sonunu işaret etti ve yeni bir ışık dolu dönem başladı. Zamanla, giderek daha fazla galaksi şekillenmeye başladı ve yeni yıldızların üretilmesi için fabrikalar olarak hizmet etti. Bu süreç Big Bang’den yaklaşık 4 milyar yıl sonra zirveye ulaştı.
Neyse ki gökbilimciler için bu geçmiş dönem hala gözlemlenebilir. Uzak ışığın bize ulaşması zaman alır ve güçlü teleskoplar milyarlarca yıl önce galaksilerin ve yıldızların yaydığı ışığı alabilir (evrenimiz 13,8 milyar yaşındadır). Bununla birlikte, evrenimizin tarihindeki bu bölümün ayrıntıları bulanıktır, çünkü o sırada oluşan yıldızların çoğu soluktur ve toz tarafından gizlenmiştir.
COMAP’ın Owens Valley Radyo Gözlemevi’ndeki 10.4 metrelik “Leighton” radyo çanağı. Kredi: OVRO/Caltech
COMAP (CO Mapping Array Project) adı verilen yeni bir Caltech projesi, bize bu galaksi birleşimi çağına yeni bir bakış sunacak. Evrenin yıldız üretimindeki hızlı artışına gerçekten neyin sebep 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 dönemdeki galaksilere bakarken bir buzdağının ucunu görebilir” diyor. “Ama COMAP, altında yatanı, gözden gizlenmiş olanı görecek.”
Kieran Cleary. Kredi bilgileri: Kieran Cleary/Caltech
Projenin şu anki aşamasında, OVRO’daki 10.4 metrelik “Leighton” radyo çanağı, uzay ve zamana yayılmış en yaygın yıldız oluşturan gökada türlerini incelemek için kullanılıyor. Bu, çok soluk veya toz tarafından gizlenmiş oldukları için başka şekillerde görülmesi çok zor olanları içerir. Radyo gözlemleri, yıldızların yapıldığı hammadde olan soğuk hidrojen gazının izini sürüyor. 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 alınan 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 bakarak, bu tekniği zaman içinde daha da geriye gitmek için kullanmayı amaçlıyoruz” diyor. “4 milyar yıl sonra başlıyor Büyük patlamabirkaç milyar yıl önceki ilk yıldızların ve galaksilerin çağına ulaşana kadar zamanı geriye itmeye devam edeceğiz.”
Tony Readhead’in fotoğrafı. Kredi bilgileri: Caltech
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. “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.”
Bu bulgular bir konunun Odak Sorunu Astrofizik Dergisiyayınlanan makalelere bağlantılar içerir.
Proje, Keck Uzay Araştırmaları Enstitüsü’nden (kritik erken teknoloji geliştirme için) ve Ulusal Bilim Vakfı’ndan (NSF), projenin “Yol Bulucu” erken aşamasını oluşturmak ve anketi gerçekleştirmek için fon aldı. Proje, Caltech arasında bir işbirliğidir; Jet Tahrik Laboratuvarı (JPL) için Caltech tarafından yönetilen NASA; New York Üniversitesi; Princeton Üniversitesi; Stanford Üniversitesi; Université de Genève; Oslo Üniversitesi; Manchester Üniversitesi; Maryland Üniversitesi; Miami Üniversitesi; ve Toronto Üniversitesi (Kanada Teorik Astrofizik Enstitüsü ve Dunlap Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü dahil).