Cüce gökada Markarian 71’in kızılötesi ve optik teleskoplarla gözlemlenmesi, kızılötesi astronomideki bir sorunu çözer ve gökadaların ve yıldızlararası toz bulutlarının bileşiminin daha iyi ölçülmesini sağlar. Hubble Uzay Teleskobu’ndan Markarian 71’in birleşik görüntüsü. Kredi: Hubble Uzay Teleskobu/NASA
Kızılötesinde çalışan gökbilimcileri rahatsız eden bir sorun, hem karasal hem de gökyüzü tabanlı teleskoplardan alınan verileri kullanan bir çalışmayla çözüldü. ‘de yayınlanan bulgular Doğa Astronomisi 20 Nisan’da, evrenin bileşimi ile ilgili daha kesin gözlemlerin üretilmesine yardımcı olabilir. James Webb Uzay Teleskobu.
Davis, Kaliforniya Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nde Profesör Tucker Jones ile birlikte çalışan doktora sonrası araştırmacı Yuguang Chen, “Galaksilerin içindeki gazların bileşimini ölçmeye çalışıyoruz” dedi.
Hidrojen, helyum ve lityum dışındaki elementlerin çoğu yıldızların içinde oluşur. Sonuç olarak, gökbilimciler, daha ağır elementlerin bileşimini ve dağılımını, özellikle oksijenin hidrojene oranını inceleyerek uzaktaki bir nesnede kaç tane ve ne tür yıldız oluştuğunu anlayabilirler.
Gökbilimciler bir galaksideki oksijeni ölçmek için iki yöntem kullanıyorlar ama ne yazık ki farklı sonuçlar veriyorlar. Chen, ortak bir yöntemin, çarpışmayla uyarılan hatların güçlü bir sinyal verdiğini, ancak sonuçların sıcaklık değişikliklerine duyarlı olduğunun düşünüldüğünü söyledi. İkinci bir yöntem, rekombinasyon çizgileri adı verilen, daha soluk olan ancak sıcaklıktan etkilenmediği düşünülen farklı bir dizi çizgi kullanır.
Rekombinasyon hattı yöntemi, sürekli olarak, çarpışmayla uyarılmış hatlardan elde edilenlerin yaklaşık iki katı ölçümler üretir. Chen, bilim adamlarının tutarsızlığı gaz bulutlarındaki sıcaklık dalgalanmalarına bağladığını, ancak bunun doğrudan kanıtlanmadığını söyledi.
Chen, Jones ve meslektaşları, Dünya’dan yaklaşık 11 milyon ışıkyılı uzaklıktaki cüce gökada Markarian 71’deki oksijen bolluğunu ölçmek için optik ve kızılötesi astronomi kullandılar. Yakın zamanda emekli olanların arşivlenmiş verilerini kullandılar. SOFYA uçan teleskop ve emekli Herschel Uzay Gözlemevi’nin yanı sıra Mauna Kea, Hawaii’deki WM Keck Gözlemevinde teleskoplarla gözlemler yapmak.
SOFIA (Kızılötesi Astronomi için Stratosferik Gözlemevi), bir Boeing 747 uçağına monte edilmiş bir teleskoptu. Uçak, 38.000 ila 45.000 fit arasında uçarak, Dünya atmosferindeki su buharının %99’unun üzerine çıkabilir, bu da derin uzaydan gelen kızılötesi ışığın yer seviyesine ulaşmasını etkili bir şekilde engeller. Ortak bir proje NASA ve Alman uzay ajansı SOFIA, son operasyonel uçuşunu Eylül 2022’de yaptı ve şimdi Tucson’da bir müze sergisine gidiyor.
Adını astronom William ve Caroline Herschel’den alan Herschel Uzay Gözlemevi, ABD tarafından işletilen bir kızılötesi uzay teleskopuydu. Avrupa Uzay Ajansı. 2009’dan 2013’e kadar aktifti.
Şaşırtıcı bir sonuç
Bu cihazlardan alınan verilerle Chen ve Jones, sıcaklık dalgalanmalarını düzeltirken Markarian 71’deki oksijen bolluğunu incelediler. Çarpışmayla uyarılan kızılötesi hatlardan elde edilen sonucun, sıcaklığın etkisini ortadan kaldırdıktan sonra bile rekombinasyon hattı yönteminden hala %50 daha az olduğunu buldular.
Chen, “Bu sonuç bizim için çok şaşırtıcı,” dedi. Tutarsızlık için bir açıklama üzerinde fikir birliği olmadığını söyledi. Chen, ekibin galaksilerin hangi özelliklerinin bu varyasyonla ilişkili olduğunu anlamak için ek nesnelere bakmayı planladığını söyledi.
2022’de fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu’nun hedeflerinden biri, evrenin ilk milyar yılındaki uzak galaksilerin kompozisyonunun kızılötesi gözlemlerini yapmaktır. Yeni sonuçlar, Şili’deki JWST ve Atacama Büyük Milimetre Dizisi ile bu ölçümleri yapmak için bir çerçeve sağlıyor.
Referans: “Optik ve kızılötesi spektrumlardan Mrk 71’deki yıldızlararası gazın doğru oksijen bolluğu”, Yuguang Chen, Tucker Jones, Ryan Sanders, Dario Fadda, Jessica Sutter, Robert Minchin, Erin Huntzinger, Peter Senchyna, Daniel Stark, Justin Spilker, Benjamin Weiner ve Guido Roberts-Borsani, 20 Nisan 2023, Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-023-01953-7
Makaledeki diğer ortak yazarlar: Ryan Sanders ve Erin Huntzinger, UC Davis; Dario Fadder, Jessica Sutter ve Robert Minchin, SOFIA Bilim Merkezi, NASA Ames Araştırma Merkezi; Peter Senchyna, Carnegie Bilim Enstitüsü Gözlemevleri, Pasadena; Daniel Stark ve Benjamin Weiner, Steward Gözlemevi, Arizona Üniversitesi; Justin Spilker, Teksas A&M Üniversitesi; ve Guido Roberts-Borsani, UCLA. Çalışma, kısmen NASA tarafından mali olarak desteklendi. SOFIA, Üniversiteler Uzay Araştırmaları Derneği, Inc. ve Deutsches SOFIA Institut tarafından ortaklaşa işletiliyordu.
WM Keck Gözlemevi, WM Keck Vakfı’nın mali desteğiyle California Teknoloji Enstitüsü, California Üniversitesi ve NASA arasında bilimsel bir ortaklık olarak işletilmektedir. Araştırmacılar, önemli bir kültürel ve dini rol oynayan Mauna Kea üzerinde gözlem yapmalarına izin verme ayrıcalığı için Hawai topluluğuna teşekkür etmek istiyor.