NASA’dan Roman ve ESA’dan Euclid, karanlık enerjiyi araştırmak için bir araya gelecek

NASA’nın önemli katkılarıyla bir ESA (Avrupa Uzay Ajansı) görevi olan Euclid adlı yeni bir uzay teleskobu, evrenin genişlemesinin neden hızlandığını araştırmak için Temmuz ayında fırlatılacak. Bilim adamları bu kozmik ivmenin bilinmeyen nedenini “karanlık enerji” olarak adlandırıyorlar. Mayıs 2027’de NASA’nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, bu bulmacayı daha önce hiç mümkün olmayan şekillerde keşfetmek için Öklid’e katılacak.

NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda kıdemli bir araştırma bilimcisi olan Jason Rhodes, “Keşfinden yirmi beş yıl sonra, evrenin hızlandırılmış genişlemesi astrofizikteki en acil gizemlerden biri olmaya devam ediyor” dedi. Rhodes, Roman için proje bilim adamı yardımcısı ve Öklid için ABD bilim lideridir. “Yaklaşan bu teleskoplarla, karanlık enerjiyi farklı şekillerde ve daha önce elde edilenden çok daha fazla hassasiyetle ölçerek, bu gizemde yeni bir keşif çağı açacağız.”

Bilim adamları, evrenin hızlanan genişlemesinin ek bir enerji bileşeninden mi kaynaklandığından veya bunun yerçekimi anlayışımızın bir şekilde değiştirilmesi gerektiğine işaret edip etmediğinden emin değiller. Gökbilimciler, her iki teoriyi aynı anda test etmek için Roman ve Euclid’i kullanacaklar ve bilim adamları, her iki misyonun da evrenin temel işleyişi hakkında önemli bilgileri ortaya çıkarmasını bekliyor.

Euclid ve Roman, kozmik ivmeyi incelemek için tasarlandı, ancak farklı ve tamamlayıcı stratejiler kullanıyorlar. Her iki görev de, evrenin tarihi ve yapısı hakkındaki temel soruları yanıtlamak için evrenin 3 boyutlu haritalarını yapacak. Birlikte, bireysel olarak olduğundan çok daha güçlü olacaklar.

Öklid, hem kızılötesi hem de optik ışık dalga boylarında, ancak Roma’dan daha az ayrıntıyla, gökyüzünün çok daha geniş bir alanını – yaklaşık 15.000 derece kare veya gökyüzünün yaklaşık üçte biri – gözlemleyecektir. Evrenin yaklaşık 3 milyar yaşında olduğu 10 milyar yıl öncesine bakacak.

Roman’ın en büyük çekirdek araştırması, evreni çok daha derin ve kesin bir şekilde, ancak daha küçük bir alanda – yaklaşık 2.000 derece kare veya gökyüzünün yirmide biri – araştırma yeteneğine sahip olacak. Kızılötesi görüşü, 2 milyar yaşındayken kozmosu ortaya çıkaracak ve daha fazla sayıda sönük galaksiyi ortaya çıkaracak. Öklid yalnızca kozmolojiye odaklanırken, Roman ayrıca yakın galaksileri araştıracak, galaksimizdeki gezegenleri bulup araştıracak, güneş sistemimizin eteklerindeki nesneleri inceleyecek ve çok daha fazlasını yapacak.

karanlık enerji avı

Evren, doğumundan bu yana genişliyor; bu, 1927’de Belçikalı astronom Georges Lemaitre ve 1929’da Edwin Hubble tarafından keşfedilen bir gerçek. Ancak bilim adamları, evrenin maddesinin yerçekiminin bu genişlemeyi kademeli olarak yavaşlatmasını bekliyorlardı. 1990’larda, belirli bir süpernova türüne bakan bilim adamları, yaklaşık 6 milyar yıl önce, karanlık enerjinin evren üzerindeki etkisini artırmaya başladığını ve kimsenin nasıl ve neden olduğunu bilmediğini keşfettiler. Hızlanıyor olması, kozmos resmimizde temel bir şeyin eksik olduğu anlamına geliyor.

Roman ve Euclid, anlayışımızdaki boşlukları doldurmak için ayrı ayrı zorlayıcı yeni veri akışları sağlayacak. Kozmik ivmenin nedenini birkaç farklı yolla tespit etmeye çalışacaklar.

İlk olarak, hem Roman hem de Euclid, zayıf yerçekimsel mercekleme adı verilen bir teknik kullanarak madde birikimini inceleyecek. Bu ışığı bükme olgusu, kütlesi olan herhangi bir şeyin uzay-zaman dokusunu bükmesi nedeniyle oluşur; kütle ne kadar büyükse, çözgü de o kadar büyük olur. Bu çarpıtmalardan geçen ışığın ürettiği uzak bir kaynağın görüntüleri de bozuk görünüyor. “Mercekleme” nesnelerine daha yakın olanlar büyük gökadalar veya gökada kümeleri olduğunda, arka plan kaynakları lekeli görünebilir veya birden çok görüntü oluşturabilir.

Karanlık madde yığınları gibi daha az konsantre kütle, daha ince efektler yaratabilir. Roman ve Euclid, bu daha küçük bozulmaları inceleyerek 3 boyutlu bir karanlık madde haritası oluşturacak. Bu, kozmik ivme hakkında ipuçları sunacak çünkü karanlık maddenin yerçekimi, galaksileri ve galaksi kümelerini bir arada tutan kozmik bir yapıştırıcı gibi hareket ederek evrenin genişlemesine karşı çıkıyor. Evrenin karanlık maddesini kozmik zaman boyunca hesaplamak, bilim adamlarının kozmik ivmeyi itme ve çekme beslemesini daha iyi anlamalarına yardımcı olacaktır.

İki görev aynı zamanda galaksilerin farklı kozmik çağlarda kümelenme şeklini de inceleyecek. Bilim adamları, yakın evrendeki ölçümlerden galaksilerin bir araya gelme biçiminde bir model tespit ettiler. Bugün herhangi bir galaksi için, yaklaşık 500 milyon ışıkyılı uzaklıkta başka bir galaksi bulma ihtimalimiz, biraz daha yakın veya daha uzak olandan iki kat daha fazladır.

Bu mesafe, uzayın genişlemesi nedeniyle zamanla büyümüştür. Gökbilimciler, evrene daha uzağa, daha eski kozmik zamanlara bakarak, farklı dönemlerdeki galaksiler arasındaki tercih edilen mesafeyi inceleyebilirler. Nasıl değiştiğini görmek, evrenin genişleme tarihini ortaya çıkaracaktır. Galaksi kümelenmesinin zaman içinde nasıl değiştiğini görmek, doğru bir yerçekimi testi de sağlayacaktır. Bu, astronomların, kozmik ivmenin açıklamaları olarak bilinmeyen bir enerji bileşeni ile çeşitli değiştirilmiş yerçekimi teorileri arasında ayrım yapmasına yardımcı olacaktır.

Roman, patlayan özel bir yıldız türü olan birçok uzak tip Ia süpernovayı keşfetmek için ek bir araştırma yapacak. Bu patlamalar, benzer bir içsel parlaklıkta zirve yapar. Bu nedenle gökbilimciler, süpernovaların ne kadar uzakta olduklarını, ne kadar parlak göründüklerini ölçerek belirleyebilirler.

Gökbilimciler, bizden ne kadar hızlı uzaklaştıklarını anlamak için bu süpernovaların ışığını incelemek üzere Roman’ı kullanacaklar. Bilim adamları, farklı mesafelerde ne kadar hızlı geri çekildiklerini karşılaştırarak, zaman içindeki kozmik genişlemenin izini sürecekler. Bu, karanlık enerjinin evrenin tarihi boyunca değişip değişmediğini ve nasıl değiştiğini daha iyi anlamamıza yardımcı olacaktır.

güçlü bir çift

Öklid muhtemelen Roman’ın tarayacağı tüm alanı gözlemleyeceğinden, iki misyonun araştırmaları örtüşecek. Bu, bilim adamlarının Öklid’e düzeltmeler uygulamak için Roman’ın daha hassas ve kesin verilerini kullanabilecekleri ve düzeltmeleri Öklid’in çok daha geniş alanına yayabilecekleri anlamına geliyor.

NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı’nda Öklid’e NASA katkısı için proje bilimcisi olan Mike Seiffert, “Öklid’in araştıracağı geniş gökyüzü bölgesine ilk bakışı, Roman’ın daha derin dalışı için bilim, analiz ve araştırma yaklaşımı hakkında bilgi verecektir” dedi.

California, Pasadena’daki Caltech/IPAC’ta kıdemli araştırma bilimcisi olan ve hem Euclid hem de Roman için galaksi kümeleme bilim gruplarına liderlik eden Yun Wang, “Birlikte, Euclid ve Roman, parçalarının toplamından çok daha fazlasını toplayacak” dedi. “Gözlemlerini birleştirmek, astronomlara evrende gerçekte neler olup bittiğine dair daha iyi bir fikir verecektir.”