NASA’nın Roma misyonu neden Samanyolu’nun titreyen ışıklarını inceleyecek?

NASA’nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, Samanyolu galaksimizin kalbine dair bugüne kadarki en derin görüntülerden birini sağlayacak. Misyon, gezegenlerin, uzaktaki yıldızların, güneş sistemimizin eteklerinde dolaşan küçük buzlu nesnelerin, izole kara deliklerin ve daha fazlasının varlığına ihanet eden anlatısal titreşimleri bulmak için yüz milyonlarca yıldızı izleyecek. Roman muhtemelen en uzak ötegezegen için yeni bir rekor kıracak ve şu anda bilinen 5.500’den fazla gezegenden oldukça farklı dünyalara ev sahipliği yapabilecek farklı bir galaktik mahalleye dair bir fikir sunacak.

Roman’ın bu sonuçları mümkün kılacak uzun vadeli gökyüzü izlemesi, bilim adamlarının zaman alanı astronomisi olarak adlandırdığı ve evrenin zaman içinde nasıl değiştiğini inceleyen bilim için bir nimeti temsil ediyor. Roman, bu değişiklikleri ortaya çıktıkça yakalamak için birlikte çalışan, giderek büyüyen uluslararası gözlemevleri filosuna katılacak. Roman’ın Galaktik Bulge Zaman Alanı Araştırması, galaksimizin kalabalık merkezi bölgesini görmemizi engelleyebilecek toz bulutlarının arkasını görmek için teleskobun kızılötesi görüşünü kullanarak Samanyolu’na odaklanacak.

NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Romalı kıdemli proje bilimcisi Julie McEnery, “Roma, geniş bir uzay görüşünü keskin bir görüşle eşleştiren inanılmaz bir keşif makinesi olacak” dedi. “Zaman alanı araştırmaları, evren hakkında yeni bilgilerden oluşan bir hazine ortaya çıkaracak.”

Mayıs 2027’de beklenen Roman fırlatıldığında, misyon, bir yıldız veya gezegen gibi bir nesnenin bizim bakış açımıza göre arka plandaki ilgisiz bir yıldızla neredeyse mükemmel bir hizaya gelmesi durumunda meydana gelen mikro mercekleme olaylarını bulmak için Samanyolu’nun merkezini tarayacak. Kütlesi olan herhangi bir şey uzay-zaman dokusunu büktüğünden, uzaktaki yıldızdan gelen ışık, yakınından geçerken yakındaki nesnenin etrafında bükülür. Bu nedenle yakındaki nesne, doğal bir büyüteç görevi görerek arka plandaki yıldızın ışığının parlaklığında geçici bir artış yaratır. Bu sinyal, gökbilimcilerin doğrudan göremeseler bile araya giren bir nesne olduğunu bilmelerini sağlıyor.

Mevcut planlarda anket, yaklaşık iki ay boyunca her 15 dakikada bir, günün her saatinde bir fotoğrafın çekilmesini içerecek. Gökbilimciler, Roman’ın beş yıllık birincil görevi boyunca, toplamda bir yıldan fazla süren gözlemler için bu süreci altı kez tekrarlayacaklar.

Araştırması Roman’ın araştırma stratejisini şekillendirmeye yardımcı olan Columbus’taki Ohio Eyalet Üniversitesi’nden astronomi profesörü Scott Gaudi, “Bu şimdiye kadar çekilen en uzun gökyüzü pozlarından biri olacak” dedi. “Ve gezegenler söz konusu olduğunda büyük ölçüde keşfedilmemiş bölgeleri kapsayacak.”

Gökbilimciler, araştırmanın, ev sahibi yıldızlarından uzakta yörüngede dönen ve Dünya’dan daha önceki herhangi bir misyonun tespit ettiğinden daha uzakta bulunan sistemlerde bulunan binden fazla gezegeni ortaya çıkarmasını bekliyor. Bu, ev sahibi yıldızın yaşanabilir bölgesi (yüzeyde sıvı suyun bulunabileceği yörünge mesafeleri aralığı) içinde yer alabilecek bazılarını ve ağırlığı ayın kütlesinin birkaç katı kadar küçük olan dünyaları içerir.

Roman, mikromercekleme kullanarak bir yıldızın yörüngesinde olmayan “haydut” dünyaları bile tespit edebiliyor. Bu kozmik kazazedeler izole bir şekilde oluşmuş veya kendi gezegen sistemlerinden atılmış olabilir. Bunları incelemek, gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğu ve geliştiği hakkında ipuçları sunuyor.

Roman’ın mikro-mercekleme gözlemleri, gökbilimcilerin, ikili sistemler de dahil olmak üzere farklı yıldız türlerinin etrafında ne kadar ortak gezegenlerin bulunduğunu keşfetmelerine de yardımcı olacak. Misyon, NASA’nın Kepler Uzay Teleskobu ve TESS (Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu) tarafından başlatılan çalışmalara dayanarak, gerçek hayattaki “Tatooine” gezegenlerini tanımlayarak galaksimizde iki ana yıldızın bulunduğu kaç dünya bulunduğunu tahmin edecek.

Araştırmanın tanımlayacağı nesnelerden bazıları kozmik gri bir alanda bulunuyor. Kahverengi cüceler olarak bilinen bu cüceler, gezegen olarak tanımlanamayacak kadar büyükler, ancak yıldız olarak ateşlenebilecek kadar da büyük değiller. Bunları incelemek gökbilimcilerin gezegen ve yıldız oluşumu arasındaki sınırı keşfetmesine olanak tanıyacak.

Roman’ın ayrıca binden fazla nötron yıldızını ve yüzlerce yıldız kütleli kara deliği tespit etmesi bekleniyor. Bu ağır sikletler, büyük bir yıldızın yakıtını tüketip çökmesinden sonra oluşur. Kara deliklerin varlıklarını işaret edecek görünür bir yoldaşları olmadığında onları bulmak neredeyse imkansızdır; ancak mikro mercekleme yalnızca bir nesnenin yerçekimine dayandığından Roman, yanında kimse olmasa bile onları tespit edebilecektir. Görev aynı zamanda izole edilmiş nötron yıldızlarını da (kara delik haline gelebilecek kadar büyük olmayan yıldızların arta kalan çekirdeklerini) bulacak.

Gökbilimciler, çoğunlukla Neptün’ün ötesine dağılmış buzlu cisimler olan binlerce Kuiper kuşağı nesnesini bulmak için Roman’ı kullanacaklar. Teleskop, yaklaşık altı mil kadar küçük olan bazılarını (Plüton’un çapının yaklaşık yüzde 1’i), bazen onları doğrudan yansıyan güneş ışığından görerek, diğerlerini ise arka plandaki yıldızların ışığını bloke ederken tespit edecektir.

Benzer bir gölge oyunu, Dünya ile galaksinin merkezi arasında geçiş yapan 100.000 gezegeni ortaya çıkaracak. Bu dünyalar yörüngede dönerken ev sahibi yıldızın önünden geçerler ve yıldızdan aldığımız ışığı geçici olarak azaltırlar. Bu yöntem, mikromerceklemenin ortaya çıkardığından çok daha yakın yıldızların etrafında dönen gezegenleri ve muhtemelen bazılarının yaşanabilir bölgede yer aldığını ortaya çıkaracaktır.

Bilim insanları ayrıca bir milyon dev yıldız üzerinde yıldız sismolojisi çalışmaları yürütecek. Bu, bir yıldızın gazlı iç kısmında yankılanan ses dalgalarının neden olduğu parlaklık değişikliklerinin analiz edilmesini ve yıldızın yapısı, yaşı ve diğer özellikleri hakkında bilgi edinilmesini içerecektir.

Tüm bu bilimsel keşifler ve daha fazlası, Roman’ın beş yıllık birincil görevindeki gözlem süresinin dörtte birinden daha azına karşılık gelecek olan Roman’ın Galaktik Bulge Zaman Alanı Araştırması’ndan gelecektir. Geniş uzay görüşü, gökbilimcilerin bu çalışmaların çoğunu daha önce mümkün olmayan şekillerde yürütmesine olanak tanıyacak ve bize sürekli değişen bir evrene dair yeni bir görüş sunacak.