Öklid uzay aracı, ‘karanlık evreni’ nasıl gördüğümüzü değiştirecek

Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Öklid uydusu uzaya yaptığı uzun yolculuğunun ilk bölümünü 1 Mayıs 2023’te tamamladı. İtalya’dan bir tekneyle Florida’ya geldi. SpaceX tarafından inşa edilen bir Falcon 9 roketiyle Temmuz ayı başlarında Cape Canaveral’dan havalanması planlanıyor.

Öklid, evrenimizin karanlık madde ve karanlık enerji olarak bilinen “gizemli” bileşenlerini daha iyi anlamamızı sağlamak için tasarlanmıştır.

Burada, Dünya’da deneyimlediğimiz normal maddenin aksine, karanlık madde ışığı yansıtmaz ve yaymaz. Galaksileri birbirine bağlar ve evrendeki tüm kütlenin yaklaşık %80’ini oluşturduğu düşünülmektedir. Bunu bir asırdır biliyoruz, ancak gerçek doğası bir muamma olmaya devam ediyor.

Karanlık enerji aynı şekilde kafa karıştırıcıdır. Gökbilimciler, evrenin son beş milyar yıldaki genişlemesinin beklenenden daha hızlı hızlanıyor. Birçoğu inanıyor bu hızlanma karanlık enerji olarak adlandırılan görünmeyen bir güç tarafından yönlendirilir. Bu, evrendeki enerjinin yaklaşık %70’ini oluşturur.

Öklid, karanlık enerji ve karanlık maddenin farklı yönlerine ışık tutmak için bir dizi bilimsel araç kullanarak bu “karanlık evren”in haritasını çıkaracak.

karanlıkta bir ışık

Fırlatmadan sonra Euclid, uzayda bir bölgeye bir ay sürecek bir yolculuk yapacak. ikinci Dünya-Güneş Lagrangian noktası, bizden Ay’dan beş kat daha uzak. Burası, Güneş’in ve Dünya’nın çekim kuvvetinin dengelendiği ve Öklid’in evreni gözlemlemesi için sabit bir bakış açısı sağladığı yerdir. Öklid katılacak James Webb Uzay Teleskobu (JWST) bu noktada ve o muhteşem uzay gözlemevi için mükemmel bir arkadaş olacak.

Euclid’e dahil olmam, 2007 yılında ESA tarafından SPACE ve DUNE adlı iki rakip görev teklifini değerlendirmek üzere bağımsız bir konsept danışma ekibine katılmaya davet edildiğimde başladı.

Her ikisi de karanlık evreni incelemek için farklı teknikler ve dolayısıyla farklı araçlar kullandı ve ESA aralarında karar vermekte zorlanıyordu. Her ikisi de zorlayıcı kavramlardı ve ekibimiz, özellikle aralarında hayati bir çapraz kontrol sağlamak için her ikisinin de değerli olduğuna karar verdi. Öklid böylece oldu her iki kavramın en iyisinden doğdu.

Öklid, tüm evreni incelemek için tasarlanmıştır, bu nedenle geniş görüş alanlarına sahip araçlara ihtiyaç duyar. Görüntüleme aracının görüş alanı ne kadar geniş olursa, evreni o kadar çok gözlemleyebilir. Bunu yapmak için Öklid, JWST’ye kıyasla nispeten küçük bir teleskop kullanır. Boyut olarak Euclid, uçak boyutundaki JWST’ye kıyasla kabaca bir kamyon boyutundadır. Ancak Euclid, JWST’lerden yüzlerce kat daha büyük görüş alanlarına sahip, uzayda kullanılan en büyük dijital kameralardan bazılarını da taşır.

Şekiller ve renkler

bu Öklid VIS (veya görünür) enstrümanÇoğunlukla Birleşik Krallık’ta inşa edilen, araya giren karanlık madde içinden bize doğru ilerlerken ışığın yerçekimsel merceklenmesinin neden olduğu bu verilerdeki ince korelasyonları aramak için mümkün olduğu kadar çok galaksinin konumlarını ve şekillerini ölçmek üzere tasarlanmıştır. Bu kütleçekimsel mercekleme etkisi zayıftır, çoğu gökada için yüz binde yalnızca bir kısımdır, bu nedenle etkiyi yüksek çözünürlükte görmek için çok sayıda gökada gerekir. Böylece VIS, gece gökyüzünün üçte biri üzerinde Hubble teleskobu benzeri görüntü kalitesi üretecektir.

Ancak VIS, nesnelerin renklerini ölçemez. Bu, mesafelerini ölçmek için gereklidir. kırmızıya kayma efekti, bu nesnelerden gelen ışığın, bizden uzaklıklarıyla ilişkili bir şekilde daha uzun veya daha kırmızı dalga boylarına kaydırıldığı yer. Bu verilerin bir kısmının mevcut ve planlanan yer tabanlı gözlemevlerinden gelmesi gerekecek, ancak Öklid aynı zamanda NISP (Yakın Kızılötesi Spektrometre ve Fotometre) Öklid’in göreceği en uzak galaksiler için kızılötesi renkleri ve spektrumları ve dolayısıyla kırmızıya kaymaları ölçmek için özel olarak tasarlanmış bir alet.

NISP, karanlık enerjiyi ölçmek için görece yeni bir teknikten yararlanacak. Baryon Akustik Salınımları (BAO) Bu, evrenin son 10 milyar yıllık genişleme tarihinin doğru bir ölçümünü sağlar. Bu tarih, Einstien’in Genel Görelilik Teorisi’nde önerilen değişiklikler de dahil olmak üzere olası karanlık enerji modellerini test etmek için hayati önem taşıyor.

Define

Böyle bir deney bir bilim insanı ordusu gerektirir ve herkes yalnızca karanlık madde ve karanlık enerji üzerinde çalışmıyor. JWST gibi Öklid de astronominin birçok alanında yeni keşiflerin hazinesi olacak. Öklid konsorsiyumunun, uzay verilerini yer tabanlı verilerle birleştirmek ve milyarlarca galaksinin şekillerini ve renklerini yüksek doğrulukla çıkarmak için gereken gelişmiş yazılımı geliştirmeye yardımcı olması için yüzlerce kişiye ihtiyacı var.

Bu yazılım ayrıca şimdiye kadar yapılmış en büyük evren simülasyonlarından bazıları kullanılarak kontrol edilmiş ve doğrulanmıştır. Öklid, L2’ye vardıktan sonra aletlerin ve teleskopun beklendiği gibi çalıştığından emin olmak için birkaç aylık test, doğrulama ve kalibrasyondan geçecek. Son JWST lansmanından sonra bu kadar gergin beklemeye hepimiz aşinayız.

Öklid hazır olduğunda, dünyanın dört bir yanından yaklaşık 2.000 bilim insanının yol boyunca sonuçları toplamasıyla, gökyüzünün 15.000 derece karelik beş yıllık bir araştırmasına başlayacak. Ancak Öklid’in gerçek gücü ancak tüm bu verileri bir araya getirip dikkatlice analiz ettiğimizde anlaşılacaktır. Bu, son karanlık cevaplarımızı almadan önce bizi önümüzdeki on yıla götüren bir beş yıl daha alabilir. Bu nedenle SpaceX lansmanı, Öklid öyküsünün yalnızca orta noktası gibi geliyor.

Euclid’in lansmanını görmek için bu yaz Florida’ya gideceğim. Kariyerlerini bu harika teleskopu inşa etmeye ve deneye adamış yüzlerce meslektaşım bana katılacak. Projenin bu şekilde bir araya geldiğini görmek, kendime “Öklid” demekten gurur duymamı sağlıyor.

Bu makale şu adresten yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.