Gökbilimciler Samanyolu’nu tarttılar ve büyük miktarda maddenin kaybolduğunu gördüler
Gizemli hızlı radyo patlamaları (FRB’ler) gökbilimcilerin galaksimizi tartmalarına yardımcı oldu ve bazı maddelerin eksik olduğunu ortaya çıkardı.
On yılı aşkın bir süredir, hızlı radyo patlamaları (FRB’ler) bilim insanlarının kafasını karıştırıyor. Bu ultra kısa ömürlü, parlak radyo dalgası parlamaları gökyüzünde her gün gerçekleşiyor, ancak henüz kimse bunlara neyin sebep olduğunu bilmiyor.
FRB’ler hala bir gizem olsa da, bu garip fenomenin yeni gözlemleri aslında gökbilimcilerin kendi galaktik komşuluğumuz hakkında daha fazla şey öğrenmelerine yardımcı olabilir. Amerikan Astronomi Topluluğu’nun 241. toplantısında düzenlenen basın toplantısında sunulan yeni bir araştırmada, Caltech’ten bir gökbilimci ekibi FRB kullanarak Samanyolu’nun kütlesini ölçtüklerini ve galaksimizin beklenenden daha hafif olduğunu bildirdi.
Deep Synoptic Array (DSA) gözlemevi
Caltech gökbilimcileri, FRB’lerin daha hassas ölçümlerini yapabilmek için Big Pine Paiute Kabilesi’nin atalarının toprakları üzerinde Orta Kaliforniya’nın Owens Vadisi’nde yer alan 110 radyo anteninden oluşan Deep Synoptic Array (DSA) adlı bir gözlemevi inşa etti.
Amaçları, gözlemledikleri her bir FRB’nin gökyüzündeki yerini tam olarak belirleyerek bu parıltıların nereden kaynaklandığını anlamaya yardımcı olmak. Bu görev son derece ayrıntılı çözünürlük gerektiriyor – ayın yüzeyindeki bir on senti tespit etmeye eşdeğer.
Aynı zamanda, dizinin son derece kısa patlamaları tespit etme umuduna sahip olması için gökyüzünün büyük bir bölümünü incelemesi gerekir. Büyük miktarda gökyüzünü incelemek çok fazla veriyi işlemek anlamına gelir, bu nedenle dizinin bilgisayarları saniyede 24 gigabayt işliyor. Bu, etkileşimde bulunduğumuz çoğu bilgisayarın kapasitesinin çok ötesinde; 28.000 Netflix filmini aynı anda izlemek gibi bir şey.
Gökbilimciler uzun vadede Nevada çölünde DSA-2000 – evet, bu iki bin radyo çanağından oluşan bir dizi – olarak adlandırılan daha da gelişmiş bir FRB gözlemevi inşa etmeyi umuyorlar. Ancak ilk DSA bile FRB’leri gözlemlemek için güçlü bir araç.
Caltech’te astronom olan Vikram Ravi bir basın toplantısında, “DSA şu anda bu amaç için dünyanın önde gelen aracıdır” dedi. DSA-110, yalnızca ilk çalışma yılı olan 2022’de, gökbilimcilerin kesin konumlara sahip 30 FRB keşfetmesine yardımcı oldu; bu, 2007’de ilk FRB’nin tespit edilmesinden bu yana geçen yıllarda bilim insanlarının daha önce izini sürdüğü 21 FRB ile eşleşmekten daha fazlası.
Ravi, nokta tespit yeteneğinin özellikle önemli olduğunu söyledi. “FRB’lerin ortamlarının nasıl olduğunu anlayarak, kökenleri hakkında bir şeyler söyleyebiliriz.”
Bu gözlemler gökbilimcilere sadece FRB’lerin gizemine dair ipuçları vermekle kalmıyor, aynı zamanda etrafımızdaki görünmez maddeyi de ortaya çıkarıyor. Ravi, “Görünüşe göre, baryonik maddenin %80’inden fazlası – karanlık madde değil, aslında sizin ve benim gibi madde – yakın evrende görünmez” dedi.
Gizli Madde
Bu gizli madde gerçekten dağılmış durumda ve teleskoplarımızın görmesini zorlaştırıyor. (Karanlık madde, gökbilimcilerin doğrudan göremedikleri, ancak galaksiler üzerindeki yerçekimsel imzası aracılığıyla gözlemledikleri gizemli maddedir).
Radyo dalgaları uzak galaksilerden Dünya‘daki antenlerimize ulaşırken, dalgaların belirli frekansları gecikecektir – bu da gözlemci ile FRB arasında ne kadar madde olduğunun bir göstergesidir. DSA’dan elde edilen veriler Samanyolu‘muzun astronomların beklediğinden çok daha az düzenli maddeye sahip olduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar, evrenin çoğunun yaklaşık %16 düzenli madde ve %84 karanlık maddeden oluşmasına karşın, Samanyolu’nun %10’dan az düzenli madde ve %90’dan fazla karanlık madde içerdiğini tespit etti.
Bu beklenmedik hafiflik galaksimizin geçmişindeki patlamalara işaret edebilir.
Caltech’ten yapılan açıklamada Ravi, “Bu sonuçlar, geri besleme süreçlerinin galaksilerin halelerinden maddeyi dışarı attığı galaksi oluşum simülasyonları tarafından öngörülen senaryoları güçlü bir şekilde desteklemektedir” dedi. Bu süreçler “galaksi oluşumu için temeldir, bu sayede madde galaksilerin içine akıtılır ve döngüler halinde galaksilerden dışarı atılır” diye ekledi.
Bu, Şubat 2022’de hizmete giren yeni adıyla DSA ile yapılan gözlemlerin yalnızca ilk yılı ve gözlemevi, 110 çanaktan yalnızca 63’ünün yeni araştırmaya dahil olmasıyla birlikte hala yükselişte. Dolayısıyla Kaliforniya vadisinden FRB’lerin ve daha fazlasının hikâyesini çözmeye yardımcı olacak çok daha fazla şey çıkması muhtemel.
Araştırma ayrıca The Astrophysical Journal’da yayınlanmak üzere kabul edildi ve arXiv.org ön baskı sunucusunda okunabilir.
Kaynak: https://www.livescience.com/fast-radio-bursts-weigh-milky-way-missing-matter
