NASA’nın Roma Uzay Teleskobu evreni nasıl geri saracak?

Yeni bir simülasyon, NASA’nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu’nun kozmik saati nasıl geri döndüreceğini ve Mayıs 2027’de fırlatıldığında gelişen evreni daha önce hiç mümkün olmayan şekillerde ortaya çıkaracağını gösteriyor. evrenin ilkel yüklü parçacıklar denizinden bugün gördüğümüz geniş kozmik yapıların karmaşık ağına nasıl dönüştüğünü anlamamıza yardımcı olur.

NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Aaron Yung, “Hubble ve James Webb Uzay Teleskopları, astronomik nesneleri derinlemesine ve yakından incelemek için optimize edildi, bu nedenle evrene iğne deliklerinden bakıyor gibiler” dedi. , çalışmayı yöneten kişi. “Kozmik gizemleri en büyük ölçeklerde çözmek için, çok daha geniş bir görüş sağlayabilen bir uzay teleskopuna ihtiyacımız var. Roman tam da bunu yapmak için tasarlandı.”

Roman’ın geniş görüşünü Hubble’ın daha geniş dalga boyu kapsamı ve Webb’in daha ayrıntılı gözlemleriyle birleştirmek, evrenin daha kapsamlı bir görünümünü sunacaktır.

Simülasyon, 5 milyondan fazla galaksi içeren, dolunayın görünen boyutunun yaklaşık 10 katına eşdeğer olan, gökyüzünün iki derecelik bir parçasını kapsıyor. Evrenin nasıl çalıştığına dair mevcut anlayışımızı temsil eden, iyi test edilmiş bir galaksi oluşum modeline dayanmaktadır. Ekip, son derece verimli bir teknik kullanarak on milyonlarca gökadayı bir günden daha kısa sürede simüle edebilir; bu, geleneksel yöntemlerle yıllarca sürebilecek bir şeydir.

Roman piyasaya sürüldüğünde ve gerçek verileri sunmaya başladığında, bilim adamları bunu bu tür bir dizi simülasyonla karşılaştırabilir ve modellerini nihai teste tabi tutabilir. Bu, galaksi oluşumu fiziğini, karanlık maddeyi (yalnızca yerçekimi etkileriyle gözlemlenen gizemli bir madde) ve çok daha fazlasını çözmeye yardımcı olacaktır.

Sonuçları açıklayan bir makale yayınlandı. Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri Aralık 2022’de.

Kozmik ağı çözmek

Galaksiler ve galaksi kümeleri, gözlemlenebilir evren büyüklüğündeki bir goblende görünmez karanlık madde iplikleri boyunca kümeler halinde parlıyor. Bu goblenin yeterince geniş bir görünümü ile, evrenin büyük ölçekli yapısının yüz milyonlarca ışıkyılı uzanan şeritlerle ağ benzeri olduğunu görebiliriz. Galaksiler, öncelikle tüm parlak iplikçikler arasında geniş “kozmik boşluklar” ile iplikçiklerin kesişme noktalarında bulunur.

Kozmos şimdi böyle görünüyor. Ama evreni geri sarabilseydik, çok farklı bir şey görürdük.

Her biri daha da büyük mesafelerle ayrılmış galaksilere seyrek dağılmış dev, parlak yıldızlar yerine, kendimizi bir plazma (yüklü parçacıklar) denizinin içinde bulurduk. Bu ilkel çorba neredeyse tamamen tekdüzeydi, ama neyse ki bizim için küçük düğümler vardı. Bu yığınlar çevrelerinden biraz daha yoğun olduklarından, biraz daha büyük yerçekimine sahiplerdi.

Yüz milyonlarca yıl boyunca, yığınlar gittikçe daha fazla malzeme çekti. Evrenin görünmez omurgasını oluşturan karanlık maddeye doğru yerçekimsel olarak çekilen yıldızları oluşturacak kadar büyüdüler. Galaksiler doğdu ve gelişmeye devam etti ve sonunda bizimki gibi gezegen sistemleri ortaya çıktı.

Roman’ın panoramik görüntüsü, evrenin farklı aşamalarda nasıl olduğunu görmemize ve anlayışımızdaki birçok boşluğu doldurmamıza yardımcı olacak. Örneğin, astronomlar galaksileri saran karanlık madde “halelerini” keşfetmiş olsalar da, bunların nasıl oluştuklarından emin değiller. Roman, karanlık maddenin neden olduğu kütleçekimsel merceklenmenin uzaktaki nesnelerin görüntüsünü nasıl çarpıttığını görerek halelerin kozmik zaman içinde nasıl geliştiğini görmemize yardımcı olacak.

Goddard’da bir astrofizikçi ve makalenin ortak yazarı olan Sangeeta Malhotra, “Bu tür simülasyonlar, Roman’ın benzeri görülmemiş büyük galaksi araştırmalarını, bu galaksilerin dağılımını belirleyen karanlık maddenin görünmeyen yapı iskelesine bağlamada çok önemli olacak” dedi.

büyük resmi görmek

Bu kadar geniş kozmik yapıları diğer uzay teleskoplarıyla incelemek pratik değil çünkü onları görmeye yetecek kadar görüntüyü bir araya getirmek yüzlerce yıllık gözlemler gerektirecektir.

Yung, “Roman, Hubble Ultra Derin Alanının derinliğiyle eşleşme konusunda benzersiz bir yeteneğe sahip olacak, ancak CANDELS araştırması gibi geniş araştırmalardan birkaç kat daha fazla gökyüzü alanını kapsayacak” dedi. Erken evrene böylesine eksiksiz bir bakış, Hubble ve Webb’in anlık görüntülerinin evrenin o zamanki halini nasıl temsil ettiğini anlamamıza yardımcı olacak.”

Roman’ın geniş görüşü, Hubble ve Webb’in ilginç alanları yakınlaştırmak için kullanabileceği bir yol haritası görevi de görecek.

Roman’ın kapsamlı göksel araştırmaları, evrenin haritasını Hubble’dan bin kat daha hızlı çıkarabilecek. Bu, gözlemevinin sert yapısı, hızlı dönüş hızı ve teleskopun geniş görüş alanı sayesinde mümkün olacak. Roman, bir kozmik hedeften diğerine hızla hareket edecek. Yeni bir hedef elde edildiğinde, güneş panelleri gibi potansiyel olarak sallanan yapılar yerine sabitlendiğinden titreşimler hızla yatışacaktır.

Goddard’da araştırma astrofizikçisi olan Jeffrey Kruk, “Roman her yıl yaklaşık 100.000 fotoğraf çekecek” dedi. “Roman’ın daha geniş görüş alanı göz önüne alındığında, Hubble veya Webb gibi güçlü teleskopların bile bu kadar çok gökyüzünü kapsaması bizim ömrümüzden daha uzun sürer.”

Roman, kozmik ekosistemlerin devasa, net bir görüntüsünü sunarak ve Hubble ve Webb gibi gözlemevleriyle birlikte çalışarak astrofizikteki en derin gizemlerden bazılarını çözmemize yardımcı olacak.