Erken evrende galaksiler farklı mıydı?
Güney Afrika’nın Karoo çölündeki 350 radyo teleskop dizisi, Büyük Patlama’dan sonra yıldızların ilk kez ateşlendiği ve galaksilerin çiçek açmaya başladığı “kozmik şafağı” tespit etmeye yaklaşıyor.
yılında yayınlanan bir makalede Astrofizik DergisiYeniden İyonlaşma Dizisinin Hidrojen Epoch’u veya HERA ekibi, evrenin tarihindeki bu eşsiz dönemi keşfetmeye adanmış dünyanın halihazırda en hassas radyo teleskopu olan dizinin hassasiyetini iki katına çıkardığını bildirdi.
HERA işbirliğinin liderliğini Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley bilim adamları ve Kuzey Amerika, Avrupa ve Güney Afrika’daki diğerlerini içerir. Dizinin yapımı kısmen ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilmektedir.
Araştırmacılar henüz kozmik karanlık çağların sonundan gelen radyo emisyonlarını tespit etmemiş olsalar da, elde ettikleri sonuçlar erken evrendeki yıldızların ve galaksilerin bileşimine dair ipuçları sağlıyor. Veriler, Büyük Patlama’dan yaklaşık 200 milyon yıl sonra oluşmuş olabilecek ilk yıldızların hidrojen ve helyum dışında birkaç element daha içerdiğini gösteriyor.
Bu, helyumdan daha ağır olan lityumdan uranyuma kadar değişen elementler için astronomik terim olan çeşitli sözde metallere sahip günümüzün yıldızlarının bileşiminden farklıdır. Bulgu, yıldızların ve yıldız patlamalarının diğer elementlerin çoğunu nasıl ürettiğine dair mevcut modelle tutarlı.
UC Berkeley’de bir bilim adamı ve makalenin baş yazarı Joshua Dillon, “Bu, kozmolojide potansiyel olarak devrim niteliğinde bir tekniğe doğru ilerliyor” dedi.
HERA, erken yıldızlar ve galaksiler arasındaki boşluğu dolduran nötr hidrojenden gelen radyasyonu tespit etmeye ve bu hidrojenin ne zaman iyonize hale geldiğini ve radyo dalgaları yaymayı veya emmeyi bıraktığını belirlemeye çalışıyor.
Radyo antenleri tamamen çevrimiçi olduğunda ve muhtemelen bu sonbaharda kalibre edildiğinde, ekip, Büyük Patlama’dan yaklaşık 200 milyondan 1 milyar yıl sonra evrimleşen iyonize ve nötr hidrojen kabarcıklarının 3 boyutlu bir haritasını çıkarmayı umuyor. Harita bize ilk yıldızların ve galaksilerin günümüzünkinden ne kadar farklı olduğunu ve bir bütün olarak evrenin yeniyetme döneminde nasıl göründüğünü söyleyebilirdi.
HERA ekibinin, kozmik karanlık çağın soğuk hidrojenindeki bu iyonize hidrojen kabarcıklarını henüz tespit edememiş olması, erken evrende yıldızların nasıl evrimleştiğine dair bazı teorileri geçersiz kılıyor.
HERA’nın baş araştırmacısı ve UC Berkeley gökbilimcisi Aaron Parsons, “Bir sinyal görmememiz için ilk gökadaların bugün gözlemlediğimiz gökadalardan farklı olması gerekiyordu” dedi. “Özellikle X-ışını özelliklerinin değişmesi gerekiyordu. Aksi takdirde aradığımız sinyali bulurduk.”
Araştırma için ek NSF desteği, bir dizi hibe yoluyla geldi: Erken Evrenimizi HERA ile Aydınlatmak; HERA: Kozmik Şafağı Açmak; Yeniden İyonlaşma Çağı ve Ötesi İçin Veri Analizi Teknikleri; Ve XSEDE 2.0: Genişleyen Topluluk Katılımı ile Ulusal Siber Altyapıyı Entegre Etme, Etkinleştirme ve GeliştirmeGelişmiş hesaplama kaynakları sağlayan XSEDE, Extreme Science and Engineering Discovery Environment’ı destekleyen. Keşfe katkıda bulunan hesaplamalar, NSF destekli Bridges-2 sistemi Pittsburgh Supercomputing Center’da, XSEDE projesi aracılığıyla sunulan hizmetleri uygulayarak.