fbpx
Connect with us

Astrofizik

Gökbilimciler erken evrende kozmik bir Titan buldular

Published

on

Keşif ekibinin lideri İtalya’daki Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna’dan Olga Cucciati olup bilim insanları College of Letters and Science at the University of California’nın Fizik Bölümü’nden Brian Lemaux ve yine the University of California’dan fizik profesörü Lori Lubin’dir. Şili’nin Paranal kentinde bulunan ESO’nun Büyük Teleskop’ sistemindeki VIMOSinstrument’i kullandılar.
Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, Büyük Patlama’dan sadece iki milyar yıl sonra, erken evrende titanik bir yapı keşfetti. Takma adı Hyperion olan bu ilkel üstküme, oldukça geniş bir mesafeye yayılmış olan en eski ve en büyük yapıdır. Milyonlarca güneşe sahip olduğu tahmin ediliyor. / Luis Calçada & Olga Cucciati/ESO
Büyük Patlama’dan sadece 2,3 milyar yıl sonra, evrenin başlangıcında meydana gelen devasa bir ilkel üstkümeyi tanımladılar. Hyperion, evrenin oluşumunda bu kadar erken bulunacak en büyük ve en geniş yapıdır ve hesaplanan kütle Güneş’in bir milyonda katından fazladır. Bu muazzam kitle bugün evrende gözlemlenen en büyük yapılara benziyor, ancak evrenin başlarında bu kadar büyük bir objenin bulunması gökbilimcileri şaşırttı. Cucciati şunları söylüyor: “Bu, Büyük Patlama’dan 2 milyar yıl sonra, böyle yüksek bir redshift’in ilk kez gözlemlendiği bir durum. Normal olarak, bu tür yapılar alt redshiftlerde bilinir, bu da evrenin böyle büyük şeyleri geliştirmek ve inşa etmek için daha fazla zamana ihtiyacı olduğu anlamına gelir. Evren nispeten gençken gelişen böyle bir şey görmek bir sürprizdi.”
Üstkümeler üç boyutlu olarak haritalanmıştır.
Sextans (The Sextant) takımyıldızında yer alan Hyperion, UC Davis’de geliştirilen ve Centre National de la Recherche Scientifique and Centre National d’Etudes Spatiales’teki Laboratoire d’Astrophysique de Marseille’den Olivier Le Fèvre liderliğindeki VIMOS Ultra-Deep Araştırmasından elde edilen çok miktarda veriyi analiz etmek için geliştirilen yeni bir teknikle tanımlandı. VIMOS cihazı yüzlerce gökadanın mesafesini aynı anda ölçebilir ve bu şekilde üstkümedeki galaksilerin konumunu üç boyutta haritalamayı olanaklı kılar. Ekip, Hyperion’un, galaksilerin filamentleri ile bağlanmış en az yedi yüksek yoğunluklu bölge içeren çok karmaşık bir yapıya sahip olduğunu ve büyüklüğünün, Dünya’ya daha yakın olan üstkümeler ile karşılaştırılabilir olduğunu, ancak çok farklı bir yapıya sahip olduğunu buldu. Lemaux şunları söylüyor: “Dünyaya yakın üstkümeler, açık yapısal özellikleri olan çok daha konsantre bir kütle dağılımına yönelirler. Fakat Hyperion’da kitle, gevşek gökadalar topluluğu tarafından doldurulan bir dizi bağlantılı lekemsi yapılarda çok daha eşit olarak dağıtılır. Araştırmacılar, Hyperion bulgularını Lubin liderliğindeki Büyük Ölçekli Ortamlar (ORELSE) araştırmasında Redshift Evolution Gözlemlerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıyorlar. ORELSE araştırmasında, Dünya’ya yakın üstkümeler üzerinde çalışmak için, Hawaii’deki W.M. Keck Gözlemevi’ndeki teleskoplar kullanıldı. Lubin ve Lemaux ayrıca Hyperion ve benzeri yapıları daha ayrıntılı bir şekilde haritalamak için Keck gözlemevini kullanıyor. Hyperion ve daha az uzak üstkümeler arasındaki karşıtlık, büyük olasılıkla, yakındaki üstkümelerin, milyarlarca yılda maddeyi daha yoğun bölgelere çekim gücüyle toplamalarından kaynaklanıyor olmalıdır – çok daha genç olan Hyperion’da çok daha az zamanda meydana gelen bir süreç. Evrenin tarihinin bu kadar erken olduğu göz önüne alındığında, Hyperion’un, Sloan Büyük Duvarını ya da kendi gökadamız Samanyolu’nun bulunduğu Başak Üstkümesi’ni oluşturan üstkümeler gibi muazzam yapılara benzer bir şeye dönüşmesi beklenir. Cucciati şunları söylüyor: “Hyperion’u anlamak ve benzer son yapılarla karşılaştırmak, evrenin geçmişte nasıl geliştiği ve geleceğe nasıl evrildiği hakkında kavrayış sağlayabilir ve bize üstkümelerin bazı modellerini sorgulama fırsatı verir. Bu kozmik titanın ortaya çıkarılması, bu büyük ölçekli yapıların tarihini ortaya çıkarmaya yardımcı olacaktır.” Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181017111036.htm
Çeviren: Bünyamin TAN

Advertisement
Click to comment

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Astrofizik

Karanlık Madde Nedir

Published

on

Karanlık maddenin varlığı ortalama 70 yıl kadar önce İsviçreli bir gökbilimci olan Fred Zwicky tarafından fark edilmiş ve o günden sonra da sürekli olarak doğrulanmıştır. Şimdi Fred Zwicky’nin izlemiş olduğu yöntemi bir örnek ile anlamaya çalışacak olursak; Ay, Dünya’nın üzerine düşmüyorsa ki bunu Newton’dan beri biliyoruz, bunun nedeni gezegenimizin çevresinde bir yörüngede olmasıdır. Dünyanın çevresindeki dönme hızı ona tam da onu gezegenimize doğru çeken kütle çekim kuvvetine karşı koymak için gereken merkezkaç kuvvetini sağlar. Eğer daha hızlı dönseydi uzay boşluğuna doğru sürüklenirdi ve biz de onu kaybederdik. Yine aynı şekilde Dünya daha büyük kütleli olsaydı Ay’ın da mevcut uzaklığında bu dengeyi koruyabilmek için daha hızlı dönmesi gerekecekti. Bu şekilde Ay ’ın yörünge hızından yola çıkarak Dünya’ nın kütlesini ölçebiliriz.

karanlik-madde-nedir

Bu yöntem Dünya’ nın yörünge hareketinden yola çıkarak da Güneş’ in kütlesini öğrenmemizi de sağlamaktadır. Yine bu aynı teknik galaksinin merkezi çevresindeki yıldızların yörüngesine de uygulanabilir. Mesela Güneş’ in Samanyolu’ nun merkezinin çevresindeki dönüşünü yaklaşık saniyede 200 km hızla 200 milyon yılda tamamlar. Fakat bu noktada karşımıza bir problem çıkar. Galaksinin, yıldızları merkezine doğru çeken görünür kütlesi yani yıldızlar, bulutsular vs. onları yörüngelerinde tutmak için yeterli değildir. Bu yörüngenin korunabilmesi için yıldızlar ile galaksinin ortası arasında yaklaşık 10 kat daha fazla madde bulunması gerekir.

Diğer bir deyişle, galakside teleskoplarımız ile gözlemlediğimiz yıldız ve bulutsulardan başka bir şey olmasaydı, yıldızlar hızla uzaklaşıp galaksiler arası boşluklara doğru giderlerdi. Aynı sorun benzer çalışmaların yapıldığı diğer galaksilerde de karşımıza çıkmaktadır. Galaksilerde başka bir bileşen daha olmalıdır, bu bileşen görünmezdir yani foton yaymaz, yıldız ve bulutsuların toplamından yaklaşık 10 kat daha büyük kütlelidir ve alışık olduğumuz madde gibi çevresindeki cisimleri kendine çekme özelliğine sahiptir. İşte buna Karanlık Madde denilmektedir.
Yıldızların hareketlerine değil de galaksi yığınları içinde galaksilerin kendilerinin hareketlerine yönelik başka pek çok gözlem, nitelik bakımından görünmez maddenin varlığı ve nicelik bakımından ( görünür maddenin yaklaşık 10 katı büyüklüğünde ) bizi aynı sonuca götürecektir.

Editör / Yazar: İsa EKİCİ

Kaynak: https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy

Continue Reading

Astrofizik

Karanlık Enerjinin Zayıflığı Süpernovaların Hepimizi Öldürmüyor Olmasının Nedeni Olabilir

Published

on

Evrende neden var olduğumuz sorusu hala gizemini koruyor. Bilimin ve felsefenin temel sorularından biri olan varlık bilinmezine farklı bir bakış açısı da insanlığın hala yaşamaya devam ediyor olmasının neye bağlı olduğu sorusunda kilitleniyor. Şimdi bilim insanları tarafından insanlığın süpernova patlamaları esnasında neden yutulmadığını ve varlığını sürdürebildiğini açıklamada yeni bir bilgi keşfetti. Bilim insanlığın süpernova patlamaları sırasında yok olmamasının sebebi olarak karanlık enerjinin şaşırtıcı ölçüde zayıf olmasını gösteriyor. Karanlık enerji evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli bir güçtür. Bu alanda yeni bir çalışmaya imza atan Tokyo Üniversitesi’de görevli bir astronom olan Tomonori Totani, “Bu, daha önce çok farklı alanlar olduğu düşünülen [karanlık enerji] ve astrobiyoloji arasında yeni bir bağlantı yaratıyor” diyor. Çoğu insan, karanlık enerjiyi (özellikle gökadaları birbirinden ayıran, her şeyi sağlayan güç) – zayıf olarak düşünmez.

Fakat kuantum mekaniğinin argümanlarına ve Albert Einstein ‘ ın yerçekimi denklemlerine dayanarak, bilim insanları karanlık enerjinin, gerçekte olduğundan en az 120 katı daha güçlü olması gerektiğini düşünüyor. Eğer karanlık enerji o kadar güçlü olsaydı, galaksilerin, yıldızların ve canlı varlıkların oluşumunu engelleyerek, erken evrende çabucak ayrışırdı. Bu, bazı bilim insanlarının evrende bulunan fizik yasalarının yaşamı şekillendirmek için ince şekilde ayarlanmış olduğunu söylediği antropik yasayı göz önüne almasına sebebiyet veriyor. Totani, meslektaşlarıyla birlikte, daha önce farklı karanlık enerji güçleri için evrenin evrimini simüle etmişti.  Bilim insanı bu modelleri, canlıları barındırabilecek galaksiler oluşturabilecek modellerle sınırlıyordu.

Bu modellemelerde karanlık enerjinin gerçekte olduğundan 20 ila 50 kat daha büyük olması gerektiği sonucuna ulaşıldı.Sonuç olarak karanlık fiziğin gözlemlenen zayıflığını tam olarak açıklayamasalar da saf fiziğe dayanan argümanlar üzerinde büyük bir gelişme sağlandı. Yeni hesaplamalarında, araştırmacılar karanlık enerjinin kozmosumuzda olduğundan yaklaşık 50 kat daha güçlü olduğu modellere daha yakından baktı. Galaksiler böyle bir evrende ortaya çıkabilirler.

Ancak bu durum sadece en erken dönemlerde, gizemli madde tam güce başlamadan ve her şeyi ayrı tutmadan önce olabilir. İlk evren oldukça yoğun olduğu için, şekillenmeyi başaran galaksiler, Samanyolu’ndaki gibi gökadalardan 10 kat daha yoğun yıldızlarla dolu olacaktır. Bu yoğun galaksiler, ortalama yıldız komşularına çok daha yakın olurlar. Kısa yaşamlar yaşayan ve ardından kışkırtıcı süpernovalar olarak patlayan devasa yıldızlar, yakınlardaki gezegenlere ölümcül dozlarda radyasyon verirler, var olan herhangi bir yaşamı sterilize ederler ve hiç gözlemci bırakmazlar.

Araştırmacılar, daha önce düşünülmemiş olan bu etkinin evreni hayata elverişli hale getireceğini hesapladılar. Bu nedenle, karanlık enerjinin gözlenen zayıflığı, neden burada olduğumuzun sebebi olarak tanımlandı. Totani, gelecekteki astrobiyologların hayatın galaksinin en yoğun bölgelerinde çok daha nadir olduğunu bulması halinde teorisinin daha da güçleneceğini söylüyor.

Kaynak: http://www.sciencemag.org/news/2018/05/dark-energy-s-weakness-may-be-why-supernovae-didn-t-kill-us-all

Continue Reading

Astrofizik

Karanlık Madde, Sıradan Madde ile Nasıl Etkileşir?

Published

on

Kaliforniya Üniversitesi’nden fizikçi Hai-BoYu gibi bir bilim adamlarından oluşan uluslararası bir ekip, karanlık maddenin normal madde ile nasıl etkileşime girebileceğine dair koşulları araştırdı. Bu çalışma karanlık madde parçacığını tanımlamaya ve Dünya’da tespit etmeye yardımcı olabilecek. Karanlık madde – uzayda olmayan boşluklu malzeme – evrendeki maddelerin yüzde 85’ini oluşturmaktadır. Normal maddenin aksine, karanlık madde ışığı algılamaz, yansıtmaz veya yayarak algılamayı zorlaştırır.  Fizikçiler karanlık maddenin var olduğunu ve görünür madde üzerindeki yerçekimsel etkisinin olduğunu tespit etti. Ancak tespit edemedikleri durum karanlık maddenin sıradan madde ile nasıl bir etkileşime sahip olduğu. Karanlık maddenin doğrudan tespiti için yapılan araştırma, deneysel odak, WIMP’ler üzerinde ya da karanlık parçacıkları meydana getirdiği düşünülen hipotetik parçacıkların zayıf etkileşimli kütlesel parçacıkları üzerinde yapıldı. Yu’nun uluslararası araştırma ekibi, konuyla ilgili WIMP paradigmasına karşı çıkacak farklı bir teoriyi ortaya attı.

Ekip, kendisiyle etkileşime giren karanlık madde modeli veya galaktik dönme eğrilerinde gözlemlenen çeşitliliği açıklayabilen SIDM teorisi üzerinde duruyor.  İlk olarak 2000 yılında bir çift seçkin astrofizikçi tarafından önerilen SIDM, 2009’da başından beri hem parçacık fiziği hem de astrofizik topluluklarında popüler oldu.  SIDM kısmi olsa daYu ve arkadaşlarının yaptığı işlere yardımcı oldu. 2016 ve 2017 yıllarında Çin’de yapılan Pandax II deneyinde karanlık madde parçacıkları sıvılaştırılmış yüzeyle çarpıştırılınca iki eşzamanlı sinyal elde edildi. Bunlardan birisi fotonlar, diğeri ise elektronlardır.

Yu, PandaX-II’nin karanlık maddenin normal maddeyle “yani” proton ve nötronlarla etkileşime girdiğini varsaydı. Bu etkileşim yerçekimi etkileşiminin dışındadır. Sadece yerçekimi etkileşimi yeterli olmayacaktır. Araştırmacılar daha sonra bu etkileşimi tanımlayan bir sinyal aradı. Ek olarak, PandaX-II karanlık madde ve normal madde arasındaki etkileşimlere aracılık eden “aracı parçacık” ı, WIMP paradigmasında bulunan aracı parçacıktan çok daha az kütleye sahip olduğunu varsayıyor. Yu’nun, WIMP paradigması bu aracı parçacığın çok ağır olduğunu varsayıyor.  Yaklaşık olarak bir protonun kütlesinin 100 ila 1000 katı. Astrofizik gözlemlerde, tüm tahminlerini görmüyoruz.

Diğer taraftan, SIDM modelinin arabulucu parçacığın kütlesinden yaklaşık 0.001 katı büyüklükte olduğu varsayılıyor. Karanlık madde parçacığı, cüce gökadalardan galaksi kümelerine kadar olan astrofiziksel gözlemlerden çıkarılmıştır.Dünyanın en hassas doğrudan algılama deneylerinden biri olan PandaX-II, karanlık madde partikülü tespit edildiğinde SIDM modelini doğrulamak için kullanıldı. Parçacık fizikçilerinin karanlık maddeyi anlama girişimleri henüz laboratuvardaki karanlık madde için kesin kanıtlar sağlamıştır. Karanlık madde parçacıklarının sıradan maddeyle etkileşimi, modern fiziğin kutsal mezarlarından biridir ve karanlık maddenin temel parçacık özelliklerini anlamada en iyi umudu temsil etmektedir.Geçtiğimiz on yıl boyunca, SIDM’de bir dünya uzmanı olan Yu, karanlık maddenin parçacık özelliklerini astrofiziksel verilerden anlamanın yollarını arayarak parçacık fiziği ve kozmolojiyi bir araya getirme çabasına girişti. Bilim insanları karanlık maddenin etkileşimiyle ilgili verileri ve karanlık maddenin doğasını incelemeyi sürdüreceklerini açıkladı.

Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180713093545.htm

Continue Reading

Öne Çıkanlar