NASA’nın Webb’inin yolunu açan kızılötesi teleskoplarla tanışın

Webb teleskopu evrene yeni bir pencere açtı, ancak Spitzer ve Kızılötesi Astronomik Uydu da dahil olmak üzere 40 yıl öncesine dayanan misyonlara dayanıyor.

NASA, 25 Aralık’ta tarihin en büyük ve en güçlü uzay gözlemevi olan James Webb Uzay Teleskobu’nun fırlatılışının ikinci yıldönümünü kutlayacak. Görüntülerinin netliği dünyaya ilham verdi ve bilim insanları, bunun getirdiği bilimsel ödülü keşfetmeye yeni başlıyor.

Webb’in başarısı, (çıplak gözle görülemeyen) kızılötesi ışığı da tespit eden kırk yıllık uzay teleskoplarına, özellikle de geçtiğimiz yıl emekliye ayrılan iki NASA teleskopunun büyük yıldönümlerini kutlayan çalışmalarına dayanıyor: Ocak, teleskopun fırlatılışından bu yana 40. yılını kutladı. Kızılötesi Astronomik Uydu (IRAS), Ağustos ayında Spitzer Uzay Teleskobu’nun 20. fırlatılış yıldönümünü kutladı.

Bu miras, Dünya’ya en yakın yıldız oluşum bölgelerinden biri olan Rho Ophiuchi’nin NASA’nın görüntülerinde de parlıyor. IRAS, kızılötesi dalga boylarının çoğunu engelleyen atmosferin üzerine, Dünya yörüngesine fırlatılan ilk kızılötesi teleskoptu. Rho Ophiuchi’nin kalın gaz ve toz bulutları görünür ışığı engelliyor, ancak IRAS’ın kızılötesi görüşü, onu, derinlerde yuvalanmış yeni doğmuş yıldızları ortaya çıkarmak için bu katmanları delebilen ilk gözlemevi haline getirdi.

Yirmi yıl sonra Spitzer’in çoklu kızılötesi dedektörleri, gökbilimcilerin bölgedeki yıldızların çoğuna daha spesifik yaşlar atamasına yardımcı oldu ve evrendeki genç yıldızların nasıl evrimleştiğine dair bilgiler sağladı. Webb’in daha ayrıntılı kızılötesi görüntüsü, genç yıldızlardan fışkıran jetleri ve bunların etrafındaki malzeme disklerini (geleceğin gezegen sistemlerinin oluşumlarını) gösteriyor.

Bir başka örnek ise asteroit kuşağımıza benzer bir enkaz diskiyle çevrelenmiş bir yıldız olan Fomalhaut’tur. Kırk yıl önce disk IRAS’ın en büyük keşiflerinden biriydi çünkü aynı zamanda güneş sistemi dışında henüz hiçbir gezegenin bulunmadığı bir zamanda en az bir gezegenin varlığını güçlü bir şekilde akla getiriyordu. Spitzer’in daha sonraki gözlemleri, diskin iki bölüme (soğuk dış bölge ve sıcak iç bölge) sahip olduğunu gösterdi ve gezegenlerin varlığına dair daha fazla kanıt ortaya çıkardı.

NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu da dahil olmak üzere diğer birçok teleskop o zamandan beri Fomalhaut’u inceledi ve bu yılın başlarında Webb’den alınan görüntüler bilim adamlarına disk yapısına ilişkin şimdiye kadarki en net görünümü verdi. İç diskte daha önce görülmemiş iki kaya ve gaz halkası ortaya çıktı. Nesillerdir süren teleskopların çalışmalarını birleştirmek, Fomalhaut’un öyküsünü keskin bir şekilde ortaya çıkarıyor.

Vizyoner kızılötesi astronomi araştırması

IRAS 1983’te fırlatıldığında bilim insanları misyonun neyi ortaya çıkaracağından emin değildi. Kızılötesinin, galaksilerin evrimi, yıldızların yaşam döngüsü, yaygın kozmik tozun kaynağı, dış gezegenlerin atmosferleri, asteroitlerin hareketleri ve diğer çalışmalar da dahil olmak üzere astronominin neredeyse her alanında eninde sonunda kullanılacağını tahmin edemiyorlardı. Dünya’ya yakın nesneler ve hatta tarihin en büyük kozmolojik gizemlerinden biri olan karanlık enerjinin doğası.

IRAS, Avrupa liderliğindeki Kızılötesi Uzay Gözlemevi (ISO) ve Herschel Uzay Gözlemevi’nin temelini attı; Japon liderliğindeki AKARI uydusu; NASA’nın Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Gezgini (WISE) ve ajansın havadaki SOFIA’sı (Kızılötesi Astronomi için Stratosferik Gözlemevi) ve ayrıca balonla kaldırılan birçok gözlemevi.

NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda astrofizikçi olan Michael Werner, “Kızılötesi ışık, hem en büyük hem de en küçük astrofizik ölçeklerde nereden geldiğimizi ve buraya nasıl geldiğimizi anlamak için gereklidir” dedi. Kızılötesi gözlemlerde uzmanlaşan Werner, Spitzer’de proje bilimcisi olarak görev yaptı. “Modern evrenin nasıl oluştuğunu anlamamıza yardımcı olmak için uzay ve zamanda geriye bakmak için kızılötesini kullanıyoruz. Kızılötesi ise bize kendi güneş sistemimizin tarihini anlatan yıldızların ve gezegenlerin oluşumunu ve evrimini incelememizi sağlıyor. “

Spitzer’e doğru

IRAS bir yol bulma göreviyse, Spitzer de kızılötesi evrenin derinliklerine dalmak üzere tasarlandı. Webb’in ilk yılındaki gezegen hedeflerinin çoğu, geniş görüş alanı ve nispeten yüksek çözünürlüğü sayesinde geniş bir yelpazedeki bilimsel hedefleri takip eden Spitzer ile zaten çalışılmıştı. Spitzer, 16 yıllık görevi sırasında evrenin ucundan (o zamanlar gözlemlenen en uzak galaksilerin bazıları dahil) kendi güneş sistemimize (Satürn’ün etrafındaki yeni bir halka gibi) kadar yeni harikaları ortaya çıkardı. Araştırmacılar ayrıca teleskopun dış gezegenleri (güneş sistemimizin ötesindeki gezegenler) incelemek için mükemmel bir araç olduğunu keşfettiklerinde de şaşırdılar; bu, onu inşa ederken beklemedikleri bir şeydi.

IPAC’taki Spitzer Bilim Merkezi’nin eski yöneticisi Sean Carey, “Herhangi bir teleskopla, yalnızca veri almak için veri almıyorsunuz; belirli bir soruyu veya bir dizi soruyu soruyorsunuz” dedi. Caltech’teki bilim işleme merkezi. “Spitzer ve IRAS gibi teleskoplarla edindiğimiz bilgiler sayesinde Webb ile sorabildiğimiz sorular çok daha karmaşık ve çeşitli.”

Örneğin Carey şunları söyledi: “Spitzer ve Hubble ile dış gezegenleri inceledik ve bu alanda kızılötesi teleskopla neler yapabileceğinizi, hangi tür gezegenlerin en ilgi çekici olduğunu ve onlar hakkında neler öğrenebileceğinizi çözdük. Peki Webb Başlattığımız andan itibaren ötegezegen çalışmalarına başladık.”

Webb de gelecekteki kızılötesi görevlerin önünü açıyor. NASA’nın yaklaşan SPHEREx (Evrenin Tarihi için Spektro-Fotometre, Yeniden İyonizasyon Dönemi ve Buz Gezgini) misyonu ve ajansın bir sonraki amiral gemisi gözlemevi Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, evreni kızılötesinde keşfetmeye devam edecek.