Yakın zamanda yapılan bir çalışmada BilimAraştırmacılar, bugüne kadarki en uzak ve en eski hızlı radyo patlamasını (FRB) yaklaşık sekiz milyar yaşında keşfettiler. Bu keşif, FRB’lerin galaksiler arasındaki “kayıp” maddeyi tanımlayabildiğini doğruluyor.
Gökbilimciler, FRB’ler ve galaksiler arasındaki “kayıp” maddeyi ortaya çıkarma yetenekleri hakkındaki teorileri destekleyen, yaklaşık sekiz milyar yıllık, şimdiye kadarki en eski ve en uzak hızlı radyo patlamasını (FRB) belirlediler. Bu keşif, gelecekteki teleskopik gelişmelerle birlikte Evrenin yapısına dair daha fazla bilgi vaat ediyor.
‘da yayınlanan bir makalede Bilim, Macquarie Üniversitesi’nden Dr. Stuart Ryder ve Swinburne Teknoloji Üniversitesi’nden Doçent Ryan Shannon liderliğindeki küresel bir ekip, yaklaşık sekiz milyar yıllık, bugüne kadar tespit edilen en eski ve en uzak hızlı radyo patlamasını keşfettiklerini bildirdi.
Bu keşif, ekibin önceki rekorunu yüzde 50 oranında kırdı. Hızlı radyo patlamalarının (FRB’ler) galaksiler arasındaki “kayıp” maddeyi ölçmek için kullanılabileceğini doğruluyor.
Patlamanın kaynağının, birleşen iki veya üç gökadadan oluşan bir grup olduğu gösterildi; bu, hızlı radyo patlamalarının nedeni hakkındaki mevcut teorileri destekliyor. Ekip ayrıca, mevcut teleskoplarla hızlı radyo patlamalarını görmeyi ve yerini belirlemeyi bekleyebileceğimiz kadar sekiz milyar yıl kadar geriye gittiğini de gösterdi.
Bu sanatçının izlenimi (ölçekli değil), hızlı radyo patlaması FRB 20220610A’nın, Samanyolu’nun sarmal kollarından birinde, ortaya çıktığı uzak galaksiden Dünya’ya kadar olan yolunu göstermektedir. ESO’nun Çok Büyük Teleskobu sayesinde tespit edilen FRB 20220610A’nın kaynak gökadası, etkileşim halindeki küçük bir gökada grubunun içinde yer alıyor gibi görünüyor. O kadar uzakta ki ışığının bize ulaşması sekiz milyar yıl sürdü; bu da FRB 20220610A’yı bugüne kadar bulunan en uzak hızlı radyo patlaması yapıyor. Kredi bilgileri: ESO/M. Kornmesser
Patlamanın Tespiti ve Önemi
10 Haziran 2022’de, CSIROWjarri Yamaji Ülkesindeki ASKAP radyo teleskopu, kozmik bir olayda yaratılan ve milisaniyeler içinde Güneşimizin 30 yıldaki toplam emisyonuna eşdeğer miktarda salınan hızlı radyo patlamasını tespit etmek için kullanıldı.
Makalenin ilk yazarı Dr. Ryder, “ASKAP’ın çanak dizisini kullanarak patlamanın nereden geldiğini tam olarak tespit edebildik” diyor. “Sonra Avrupa Güney Gözlemevi’ni kullandık (ESO) Çok Büyük Teleskop (VLT) kaynak galaksiyi aramak için Şili’ye gitti ve onun bugüne kadar bulunan diğer tüm FRB kaynaklarından daha yaşlı ve daha uzakta olduğunu ve muhtemelen birleşen küçük bir galaksi grubu içinde olduğunu buldu.”
FRB 20220610A olarak adlandırılan hızlı radyo patlaması, FRB’lerden gelen verileri kullanarak Evreni tartma kavramını yeniden doğruladı. Bu ilk kez merhum Avustralyalı gökbilimci Jean-Pierre ‘J-P’ Macquart tarafından Doğa 2020’de.
Dr. Ryder, “JP, hızlı bir radyo patlaması ne kadar uzaktaysa, galaksiler arasında o kadar dağınık gaz açığa çıkardığını gösterdi” diyor. “Bu artık Macquart ilişkisi olarak biliniyor. Son dönemdeki bazı hızlı radyo patlamaları bu ilişkiyi bozuyor gibi görünüyordu. Ölçümlerimiz Macquart ilişkisinin bilinen Evrenin yarısından fazlasını kapsadığını doğruluyor.”
Sanatçının hızlı radyo patlamasına ve onu tespit edip bulmak için kullanılan araçlara ilişkin izlenimi. Kredi bilgileri: Carl Knox (OzGrav/Swinburne Üniversitesi)
Hızlı Radyo Patlamaları ve Evrenin Yapısı
Bugüne kadar yaklaşık 50 FRB’nin yeri belirlendi; bunların neredeyse yarısı ASKAP kullanılarak yapıldı. Yazarlar, binlercesini gökyüzünde ve hatta daha uzak mesafelerden tespit edebilmemiz gerektiğini öne sürüyor.
“Bu devasa enerji patlamalarına neyin sebep olduğunu hâlâ bilmiyor olsak da, makale, hızlı radyo patlamalarının kozmosta yaygın olaylar olduğunu ve bunları galaksiler arasındaki maddeyi tespit etmek ve evrenin yapısını daha iyi anlamak için kullanabileceğimizi doğruluyor.” Evren” diyor Doçent Shannon.
Ve yakında bunu yapacak araçlara sahip olacağız. ASKAP şu anda FRB’leri tespit etmek ve bulmak için en iyi radyo teleskopudur. Şu anda Batı Avustralya ve Güney Afrika’da yapım aşamasında olan uluslararası SKA teleskopları, gökbilimcilerin daha eski ve daha uzaktaki FRB’leri bulmasına olanak sağlama konusunda daha da iyi olacak. ESO’nun şu anda yüksek ve kuru Şili çölünde yapım aşamasında olan Aşırı Büyük Teleskobu’nun yaklaşık 40 metrelik aynasına, kaynak gökadalarını incelemek için ihtiyaç duyulacak.
Şili’nin Atacama Çölü’ndeki Paranal Gözlemevi’ndeki Çok Büyük Teleskop veya VLT. VLT’nin bu çarpıcı görüntüsü gün batımının renkleriyle boyanmış ve platformdaki suya yansıtılmıştır. Katkıda bulunanlar: A. Ghizzi Panizza/ESO
İşbirlikçi Çabalar ve Gelecek Beklentileri
Proje, ASTRON (Hollanda), Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (Şili), Kavli Evrenin Fiziği ve Matematiği Enstitüsü (Japonya), SKA Gözlemevi (İngiltere), kuzeybatı ÜniversitesiUC Berkeley ve UC Santa Cruz (ABD).
Avustralyalı katılımcılar Macquarie Üniversitesi, Swinburne Teknoloji Üniversitesi, CSIRO, ICRAR/Curtin Üniversitesi, ASTRO 3D ve Sidney Üniversitesi.
Evrenin kütlesini tahmin etmeye yönelik mevcut yöntemler çelişkili cevaplar veriyor ve standart kozmoloji modeline meydan okuyor.
Doçent Shannon, “Evrendeki normal maddenin (hepimizi oluşturan atomların) miktarını sayarsak, bugün orada olması gerekenin yarısından fazlasının eksik olduğunu görürüz” diyor.
“Kayıp maddenin galaksiler arasındaki boşlukta saklandığını düşünüyoruz, ancak o kadar sıcak ve dağınık olabilir ki, normal tekniklerle görülmesi imkansız olabilir.
“Hızlı radyo patlamaları bu iyonize malzemeyi algılıyor. Neredeyse tamamen boş olan uzayda bile tüm elektronları ‘görebiliyorlar’ ve bu da galaksiler arasında ne kadar madde olduğunu ölçmemize olanak sağlıyor.”
Batı Avustralya’daki Murchison Radyo-astronomi Gözlemevi’ndeki ASKAP radyo teleskopu. Katkıda bulunanlar: © Alex Cherney/CSIRO
Teleskop Altyapısı ve Gelecekteki Çabalar
CSIRO’nun ASKAP radyo teleskopu, Perth’in yaklaşık 800 kilometre kuzeyinde, Batı Avustralya’daki CSIRO Murchison Radyo-astronomi Gözlemevi Inyarrimanha Ilgari Bundara’da bulunmaktadır.
Şu anda iki radyo teleskopu inşa eden SKA Gözlemevi’ne 16 ülke ortaktır. ASKAP ile aynı bölgede bulunan SKA-Low (düşük frekanslı teleskop) 131.072 adet iki metre yüksekliğinde antenden oluşacak, Güney Afrika’daki SKA-Mid (orta frekanslı teleskop) ise 197 çanaktan oluşacak.
Çok Büyük Teleskop (VLT) dört adet sekiz metrelik aynaya sahiptir ve kuzey Şili’nin Atacama Çölü’ndeki Cerro Paranal’da bulunan Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) tarafından işletilmektedir. Avustralya, ESO’nun stratejik ortağıdır ve Avustralyalı gökbilimcilere VLT’ye erişim ve ona yeni teknolojilerle katkıda bulunma fırsatı vermektedir.
Avustralyalı gökbilimciler ayrıca bu on yılın sonlarında faaliyete geçtiğinde ESO’nun Aşırı Büyük Teleskop’una erişim sağlamayı umuyorlar. ELT, normalden 15 kat daha keskin görüntüler sunabilecek Hubble uzay teleskobu.
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için bkz. Gökbilimciler 8 Milyar Işıkyılı Uzaktaki Hızlı Radyo Patlamasını Tespit Ediyor.
Referans: SD Ryder, KW Bannister, S. Bhandari, AT Deller, RD Ekers, M. Glowacki, AC Gordon, K. Gourdji, CW James, CD Kilpatrick, “Kırmızıya kayma 1’de Evreni araştıran parlak hızlı radyo patlaması”, W. Lu, L. Marnoch, VA Moss, JX Prochaska, H. Qiu, EM Sadler, S. Simha, MW Sammons, DR Scott, N. Tejos ve RM Shannon, 19 Ekim 2023, Bilim.
DOI: 10.1126/science.adf2678