Merkezi Şili And Dağları’nda bulunan ve Johns Hopkins Üniversitesi liderliğindeki CLASS projesi, evrenin ilk aşamalarını araştırmak için gökyüzünün %75’inin ayrıntılı haritalarını oluşturdu. Ekip, gelişmiş mikrodalga polarizasyon analizi yoluyla kozmik mikrodalga arka planını netleştirmeyi ve evrenin evrimine ilişkin anlayışı geliştirmeyi, gelecekteki kozmik gözlemler için yeni standartlar belirlemeyi amaçlıyor. Kredi bilgileri: Johns Hopkins Üniversitesi
Bulgular evrenin fiziğini ve tarihini keşfetmek için yeni bir stratejiyi ortaya koyuyor.
Mikrodalga enerji dalgalanmalarını takip etmek için benzersiz yeteneklerle donatılmış, kuzey Şili’nin And Dağları’ndaki küçük bir gözlemevi, evrenin kökenini ve evrimini daha doğru bir şekilde ölçme çabasının bir parçası olarak gökyüzünün %75’inin haritalarını üretti.
Haritalar, Johns Hopkins Üniversitesi astrofizikçilerinin liderliğindeki bir işbirliği olan ABD Ulusal Bilim Vakfı Kozmoloji Büyük Açısal Ölçekli Araştırmacı (CLASS) tarafından oluşturuldu. Ekip, mikrodalga polarizasyonunu veya bu enerji dalgalarının belirli yönlerde nasıl hareket ettiğini ölçerek, ilk anlardan galaksilerin, yıldızların ve gezegenlerin oluştuğu zamana kadar evrenin tarihini ve fiziğini araştırıyor.
Kozmik Mikrodalga Arka Plan Analizindeki Gelişmeler
Gökyüzünün yeni haritaları ve ekibin bunlara ilişkin yorumları yakın zamanda yayınlandı. Astrofizik Dergisi. Donanım geliştirme, gözlemler ve veri analizi Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklendi.
Sonuçlar, bilim adamlarının uzaydan yayılan görünmez bir ışık türü olan mikrodalgaları filtrelemeye ihtiyaç duyduğu gözlemleri önemli ölçüde iyileştiriyor. Samanyolu Ekip, galaksinin Bulguların, bilim adamlarının kozmik mikrodalga arka planını, yani sıcak, yoğun ve genç evrenin 13,8 milyar yıllık ömrü boyunca gelişen artık radyasyonunu daha iyi anlamalarına yardımcı olması bekleniyor. Kozmologlar bu sinyali erken evrenle ilgili önemli kanıtları bir araya getirmek için kullanıyor.
Ekibin eşbaşkanlarından Johns Hopkins fizik ve astronomi profesörü Tobias Marriage, “Astrofizikçiler, kozmik mikrodalga arka planının kutuplaşmasını inceleyerek evrenin daha önceki zamanlarda nasıl olması gerektiği sonucunu çıkarabilirler” dedi. “Astrofizikçiler çok çok eski zamanlara, başlangıç koşullarına, evrendeki maddenin ve enerji dağılımının ilk kez ortaya çıktığı ilk anlara geri dönebilir ve tüm bunları bugün gördüklerimizle ilişkilendirebilirler.”
Galaktik ve Kozmolojik Anlayışın Geliştirilmesi
Yeni CLASS haritaları, Samanyolu’nun manyetik alanı etrafında dönen hızlı hareket eden elektronların yarattığı radyasyondan gelen, doğrusal polarizasyon adı verilen spesifik bir sinyal hakkında daha fazla bilgi sağlıyor. Bu sinyal bilim adamlarının galaksimizi incelemesine yardımcı oluyor, ancak aynı zamanda erken evrene ilişkin görüşlerini de karıştırabiliyor.
“Bulgular, evrenin erken dönemlerinde, mikrodalga radyasyonunun farklı bir biçimi olan dairesel kutuplaşmanın arka planını yaratmış olabilecek fiziksel süreçlere ilişkin anlayışımızı önemli ölçüde geliştiriyor. Doğrusal polarizasyon için yeni sonuçlar, Samanyolu’ndan gelen sinyallerin ölçümlerini geliştirdi. Bloomberg Seçkin Profesörü, Mezunlar Yüzüncü Yıl Profesörü ve fizik ve astronomi alanında Johns Hopkins Gilman Akademisyeni Charles L. Bennett, “Yüksek düzeyde bir uyum gösteriyorlar ve önceki uzay görevlerinin hassasiyetini aşıyorlar” dedi.
Yeni CLASS polarizasyonlu gökyüzü haritaları, ilgili uydu haritalarından daha az gürültüye sahiptir. Polarizasyonun yönü kırmızı ve mavi ile gösterilirken, polarizasyonun gücü renk derinliğiyle ölçülür. Gri bölümler, coğrafi konumları nedeniyle CLASS teleskoplarının gözlemleyemediği gökyüzü kısımlarını göstermektedir. Kredi bilgileri: Johns Hopkins Üniversitesi
Yer Tabanlı Gözlemlerin Önemi
CLASS’ı destekleyen NSF Astronomi Bilimleri Bölümü program direktörü Nigel Sharp, “Evrenin başlangıcından itibaren kalan radyasyonun incelenmesi, tüm evrenin nasıl oluştuğunu ve neden bu şekilde olduğunu anlamak açısından kritik önem taşıyor” diyor. “Bu yeni ölçümler, kozmik arka plan radyasyonunda mevcut olan varyasyonlara ilişkin giderek büyüyen tablomuz içinde temel büyük ölçekli ayrıntıları sağlıyor; bu, özellikle etkileyici bir başarı çünkü bu, yer tabanlı cihazlar kullanılarak elde edildi.”
Araştırma, uzay görevlerinden farklı olarak sürekli enstrümantasyon iyileştirmelerine olanak tanıyan yer tabanlı teleskoplarla daha ayrıntılı gözlemlerin önünü açıyor. CLASS gözlemevi, uzaydan gelen radyasyonu dedektörlere yönlendirmek için pürüzsüz duvarlı beslemeler, özel tasarlanmış dedektörler ve yeni polarizasyon modülatörleri dahil olmak üzere yeni teknolojiler uyguladı. Bunların üçü de işbirliğiyle geliştirildi. NASA ve Johns Hopkins.
Johns Hopkins’ten astrofizikçi olan baş yazar Joseph Eimer, “Samanyolu galaksimizden gelen emisyonun parlaklığını bilmek çok önemli çünkü kozmik mikrodalga arka planının daha derin bir analizini yapmak için düzeltmemiz gereken şey bu” dedi. “CLASS, bu sinyalin doğasını karakterize etmede çok başarılı, böylece onu tanıyabiliyor ve bu kirletici maddeleri gözlemlerden kaldırabiliyoruz. Proje, yer tabanlı polarizasyon ölçümlerini en büyük ölçeklerde gerçekleştirme konusunda ön saflarda yer alıyor.”
Ekip, sonuçların, yer tabanlı bir gözlemevinden en büyük ölçeklerde kutuplaşmayı tespit etmek için yeni bir standart belirlediğini ve özellikle hem halihazırda elde edilmiş hem de devam eden gözlemlerden ek CLASS verilerinin dahil edilmesiyle gelecekteki araştırmalar için umut verici olanaklar sunduğunu söyledi.
CLASS gözlemevi, Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo’nun himayesi altında, Şili’nin kuzeyindeki Parque Astronómico Atacama’da 16.860 feet yükseklikte yer almaktadır.
Referans: Joseph R. Eimer, Yunyang Li, Michael K. Brewer, Rui Shi, Aamir Ali, John W. Appel, Charles L. Bennett, Sarah tarafından yazılan “2022’ye Kadar 40 GHz Gözlemler için CLASS Açısal Güç Spektrumu ve Harita Bileşeni Analizi” Marie Bruno, Ricardo Bustos, David T. Chuss, Joseph Cleary, Sumit Dahal, Rahul Datta, Jullianna Denes Couto, Kevin L. Denis, Rolando Dünner, Thomas Essinger-Hileman, Pedro Fluxá, Johannes Hubmayer, Kathleen Harrington, Jeffrey Iuliano, John Karakla, Tobias A. Marriage, Carolina Núñez, Lucas Parker, Matthew A. Petroff, Rodrigo A. Reeves, Karwan Rostem, Deniz AN Valle, Duncan J. Watts, Janet L. Weiland, Edward J. Wollack, Zhilei Xu ve Lingzhen Zeng 4 Mart 2024, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad1abf
Diğer işbirlikçiler Villanova Üniversitesi’nde, NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde ve Chicago ÜniversitesiUlusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü, Argonne Ulusal Laboratuvarı, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi, Oslo Üniversitesi, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve British Columbia Üniversitesi. Şili’deki işbirlikçiler Universidad de Chile, Pontificia Universidad Católica de Chile, Universidad de Concepción ve Universidad Católica de la Santísima Concepción’dadır.
Çalışma ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edildi.