Bu Hubble Uzay Teleskobu görüntüsü, devasa bir gökada kümesinin içine gömülü olan bir gökadanın güçlü yerçekimini gösteriyor ve onun çok gerisinde bulunan tek bir uzak süpernovanın birden fazla görüntüsünü üretiyor. Resim, galaksinin, 5 milyar ışıkyılından daha uzakta bulunan, MACS J1149.6+2223 adı verilen büyük bir galaksi kümesi içindeki konumunu göstermektedir. Galaksinin büyütülmüş ek görünümünde oklar, Dünya’dan 9,3 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan Süpernova Refsdal adlı patlayan yıldızın birden fazla görüntüsüne işaret ediyor.
Katkı Sağlayanlar: NASA, ESA, Steve A. Rodney (JHU), Tommaso Treu (UCLA), Patrick Kelly (UC Berkeley), Jennifer Lotz (STScI), Marc Postman (STScI), Zolt G. Levay (STScI), FrontierSN Ekibi, GLASS Takımı, HFF Takımı (STScI), CLASH Takımı
Merceklenmiş Süpernova Hassas, Bağımsız Ölçüm Sunar
Panoramik manzarası 200 kat daha büyük Hubble uzay teleskobuKızılötesi görünümü, yaklaşan Nancy Grace tarafından yakalanan büyük miktarda veri Roma Uzay Teleskobu astronominin manzarasını değiştirecek.
Karanlık enerjinin gizemi ve evrenin hızlanma hızı da dahil olmak üzere çeşitli konuları incelemekle ilgilenen gökbilimciler, Roman’ın fırlatılmasından kısa bir süre sonra Dünya’ya ulaştığı anda bu veri akışından en iyi şekilde yararlanmak için kendilerini hazırlıyorlar.
Özellikle bir ekip, Roman’ı, evrenin genişleme oranını ölçmek için benzersiz bir yöntemde kullanılabilecek nesneler olan yerçekimsel mercekli süpernovaları bulma konusunda eğitmeye odaklanıyor. Roman’ın bu yakalanması zor mercekli süpernovalarla ilgili çalışmasının kozmolojinin geleceği için muazzam bir potansiyele sahip olabileceğini söylüyorlar.
Adını NASA’nın ilk baş gökbilimcisinin onuruna verilen NASA’nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, evreni anlama arayışımızda ileriye doğru atılan öncü bir adımı temsil ediyor. Mayıs 2027’de fırlatılması planlanan bu son teknoloji gözlemevi, karanlık enerjinin gizemlerini keşfetmek, ötegezegenleri incelemek ve evrenin genişleme hızını benzeri görülmemiş bir netlikle ortaya çıkarmak için tasarlandı. Evreni geniş, ayrıntılı alanlarda gözlemlemek için ileri teknolojilerden yararlanan Roma Uzay Teleskobu, evrene dair kritik bilgiler sağlayacak ve evrenin bileşimi, yapısı ve evrimi hakkındaki bilgimizi artıracak. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Roma Uzay Teleskobu, Evrenin Genişleme Hızını Hesaplamak İçin Nadir Olayları Kullanacak
Evrenin en acil gizemlerinden biri olan evrenin genişleme hızını araştıran gökbilimciler, bu bilmeceyi yeni bir yöntemle incelemeye hazırlanıyorlar. NASANancy Grace Roman Uzay Teleskobu. Mayıs 2027’ye kadar fırlatıldığında gökbilimciler, evrenin genişleme hızını ölçmek için kullanılabilecek yerçekimsel mercekli süpernovaları bulmak için Roman’ın geniş görüntü alanlarını inceleyecekler.
Hubble Gerginliği ve Karanlık Enerji
Hubble sabiti olarak bilinen evrenin mevcut genişleme oranını gökbilimcilerin ölçebilmesinin birden fazla bağımsız yolu vardır. Farklı teknikler, Hubble gerilimi olarak adlandırılan farklı değerler vermiştir. Roman’ın kozmolojik araştırmalarının çoğu, evrenin zaman içinde nasıl genişlediğini etkileyen, bulunması zor karanlık enerji üzerine olacak.
Bu araştırmalar için birincil araçlardan biri, mesafeleri belirlemek için Ia tipi süpernovalar gibi nesnelerin içsel parlaklığını algılanan parlaklıklarıyla karşılaştıran oldukça geleneksel bir yöntemdir. Alternatif olarak gökbilimciler, kütleçekimsel merceklenen süpernovaları incelemek için Roman’ı kullanabilirler. Hubble sabitini keşfetmeye yönelik bu yöntem, geleneksel yöntemlerden benzersizdir çünkü parlaklığa değil geometrik yöntemlere dayanmaktadır.
Süpernova Refsdal’ın Hubble Uzay Teleskobu görüntülerini kullanan bu illüstrasyon, devasa gökada kümesi MACS J1149.6+2223’ün yerçekiminin, arkasındaki süpernovadan gelen ışığı nasıl büküp odakladığını ve bunun sonucunda patlayan yıldızın birden fazla görüntüsünün elde edildiğini gösteriyor. Bu olaya yerçekimsel merceklenme denir. Yerçekimiyle merceklenen süpernovalar, gökbilimcilere Hubble sabitini, yani evrenin hızlanma hızını hesaplamak için benzersiz bir yol sunuyor. Bir araştırma ekibi şu anda gökbilimcileri, NASA’nın Mayıs 2027’de fırlatılması planlanan Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu’nu kullanarak bu nadir nesneleri bulmaya ve incelemeye hazırlıyor.
Üstteki grafik, yıldız patladığında ışığının uzayda yol aldığını ve ön plandaki galaksi kümesiyle karşılaştığını gösteriyor. Küme mevcut olmasaydı, gökbilimciler yalnızca doğrudan Dünya’ya yönlendirilen süpernova ışığını tespit edecek ve süpernovanın yalnızca tek bir görüntüsünü göreceklerdi. Ancak çoklu görüntülenen süpernova durumunda, ışık yolları kümenin yerçekimi tarafından bükülüyor ve birçoğu Dünya’ya dönük olan yeni yollara yönlendiriliyor. Bu nedenle gökbilimciler, patlayan yıldızın her biri değişen ışık yollarından birine karşılık gelen birden fazla görüntüsünü görüyor. Her görüntü, küme boyunca farklı bir rota izliyor ve kısmen ışığın Dünya’ya ulaşmak için izlediği yolların uzunluğundaki farklılıklar nedeniyle farklı bir zamanda ulaşıyor. Birden fazla görüntü arasındaki varış sürelerindeki bu farkın hassas bir şekilde ölçülmesi, Hubble sabitini kısıtlayan mesafelerin bir kombinasyonuna yol açar.
Alttaki grafikte, yeniden yönlendirilen ışık, küme içindeki dev bir eliptik galaksinin içinden geçiyor. Bu galaksi başka bir mercek katmanı ekleyerek, normalde bizi gözden kaçıracak birkaç ışık yolunu bir kez daha yeniden yönlendiriyor ve onları Dünya’ya ulaşacak şekilde odaklıyor.
Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, Ann Feild (STScI), Joseph DePasquale (STScI), NASA, ESA, Steve A. Rodney (JHU), Tommaso Treu (UCLA), Patrick Kelly (UC Berkeley), Jennifer Lotz (STScI), Marc Postacı (STScI), Zolt G. Levay (STScI), FrontierSN Takımı, GLASS Takımı, HFF Takımı (STScI), CLASH Takımı
Yerçekimi Merceğinin Vaadi
Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden (STScI) Roman’ın bu nesnelerle ilgili çalışmasına hazırlanan ekibin eşbaşkanı Lou Strolger, “Roma, yerçekimsel mercekli süpernovaların incelenmesini başlatmak için ideal bir araçtır” dedi. “Nadirdirler ve bulunması çok zordur. Bunlardan birkaçını yeterince erken tespit etme konusunda şanslıydık. Roman’ın geniş görüş alanı ve yüksek çözünürlükte tekrarlanan görüntülemesi bu şansa yardımcı olacak.”
NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu gibi çeşitli gözlemevlerini kullanmak ve James Webb Uzay TeleskobuGökbilimciler evrende yalnızca sekiz yerçekimsel mercekli süpernova keşfettiler. Ancak bu sekiz kişiden yalnızca ikisi, süpernova türleri ve zaman gecikmeli görüntülemelerinin süresi nedeniyle Hubble sabitini ölçmeye uygun adaylar oldu.
Yerçekimi Merceği Açıklaması
Yerçekimsel merceklenme, yıldız patlaması gibi bir nesneden gelen ışığın Dünya’ya giderken bir galaksiden veya galaksi kümesinden geçmesi ve muazzam yerçekimi alanı tarafından saptırılmasıyla meydana gelir. Işık farklı yollara bölünür ve süpernovanın gökyüzünde gördüğümüz birçok görüntüsünü oluşturur. Yollar arasındaki farklara bağlı olarak süpernova görüntüleri saatler, aylar, hatta yıllar boyunca gecikmeli olarak ortaya çıkıyor. Birden fazla görüntü arasındaki varış sürelerindeki bu farkın hassas bir şekilde ölçülmesi, Hubble sabitini kısıtlayan mesafelerin bir kombinasyonuna yol açar.
Strolger’ın programın eşbaşkanı olan STScI’dan Justin Pierel şunları ekledi: “Bu mesafeleri daha yaygın yöntemlerden temelde farklı bir şekilde, bu durumda aynı gözlemeviyle araştırmak, çeşitli ölçüm tekniklerinin neden farklı sonuçlar verdiğine ışık tutmaya yardımcı olabilir.” .
Samanlıkta İğneyi Bulmak
Roman’ın kapsamlı araştırmaları, Hubble’ın yapabileceğinden çok daha hızlı bir şekilde evrenin haritasını çıkarabilecek; teleskop tek bir görüntüde Hubble’ın alanının 100 katından fazlasını “görebilecek”.
Pierel, “Birkaç ağaç fotoğrafı toplamak yerine, bu yeni teleskop tüm ormanı tek bir fotoğrafta görmemize olanak sağlayacak” diye açıkladı.
Özellikle Yüksek Enlem Zaman Alanı Araştırması, gökyüzünün aynı alanını tekrar tekrar gözlemleyecek ve bu da gökbilimcilerin zaman içinde değişen hedefleri incelemesine olanak tanıyacak. Bu, bu çok nadir olayları bulmak için her seferinde 5 milyar pikselin üzerinde olağanüstü miktarda verinin inceleneceği anlamına geliyor.
STScI’da Strolger ve Pierel liderliğindeki bir ekip, NASA’nın Uzay ve Yer Bilimlerinde Araştırma Olanakları (ROSES) Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu Araştırma ve Destek Katılım Fırsatları programı tarafından finanse edilen bir proje aracılığıyla, Roma verilerinde yerçekimsel mercekli süpernova bulmanın temelini atıyor.
Pierel, “Bunlar nadir olduğundan, yerçekimsel olarak merceklenen süpernovaların tüm potansiyelinden yararlanmak, yüksek düzeyde hazırlığa bağlıdır” dedi. “Bu süpernovaları bulmak için gereken tüm araçları önceden hazır hale getirmek istiyoruz, böylece terabaytlarca veri geldiğinde bunları inceleyerek zaman kaybetmeyiz.”
Proje, ülke çapındaki çeşitli NASA merkezlerinden ve üniversitelerden araştırmacılardan oluşan bir ekip tarafından yürütülecek.
Hazırlık birkaç aşamada gerçekleşecektir. Ekip, Roma görüntülemesinde yerçekimsel mercekli süpernovaları otomatik olarak tespit etmek için tasarlanmış veri azaltma boru hatları oluşturacak. Bu hatları eğitmek için araştırmacılar aynı zamanda simüle edilmiş görüntüleme de oluşturacaklar: 50.000 simüle edilmiş merceğe ihtiyaç var ve şu anda bilinen yalnızca 10.000 gerçek mercek var.
Strolger ve Pierel’in ekibi tarafından oluşturulan veri azaltma boru hatları, Tip Ia süpernovalarla karanlık enerjiyi incelemek için oluşturulan boru hatlarını tamamlayacak.
Strolger sözlerini şöyle tamamladı: “Roma, yerçekimsel olarak merceklenen süpernovaların altın standartta bir örneğini yaratmak için gerçekten ilk fırsattır.” “Şimdiki tüm hazırlıklarımız, kozmolojinin muazzam potansiyelinden etkili bir şekilde yararlanabilmemizi sağlamak için gereken tüm bileşenleri üretecek.”
Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde, NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı ve Güney Kaliforniya’daki Caltech/IPAC, Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü ve çeşitli bilim adamlarından oluşan bir bilim ekibinin katılımıyla yönetilmektedir. araştırma kurumları. Başlıca endüstriyel ortaklar Boulder, Colorado’daki Ball Aerospace and Technologies Corporation; Melbourne, Florida’daki L3Harris Technologies; ve Thousand Oaks, California’daki Teledyne Scientific & Imaging.