7 Mart 2013

Evrenin Şimdiye Kadar ki En Duyarlı Ölçümü

Yanı başımızdaki gökadanın uzaklığı hakkında yeni sonuçlar elde edildi

Ressam gözüyle birbirini öreten çift yıldız sistemi. Bakış doğrultumuza göre bir yıldız diğerinin önüne geçtiğinde sistemin gözlenen parlaklığında azalma gözlenir. Işığın değişimindeki düzen dikkatli bir şekilde takip edilerek ve bunun yanı sıra yıldızların yörünge hızlarını ölçerek, bu yıldızların büyüklüklerini, kütlelerini ve yörüngeleri hakkındaki diğer bilgileri öğrenilebiliyor. (ESO / L. Calçada)

Uluslararası bir gökbilimciler ekibi neredeyse on yıllık dikkatli gözlemlerinin ardından komşu gökadamız Büyük Macellan Bulutu’nun bize olan uzaklığını oldukça hassas bir şekilde belirlediler. Bu yeni ölçüm ayrıca Evrenin genişleme oranı — Hubble Sabiti — hakkındaki bilgimizi ilerletti ve genişlemeyi hızlandıran gizemli karanlık enerjinin doğasını anlamamız konusunda önemli bir aşama sağladı. Araştırma ekibi gözlemlerinde ESO’nun Şili’deki La Silla Gözlemevi’nin yanı sıra dünya genelindeki başka teleskopları da kullandı. Sonuçlar Nature dergisinin 7 Mart 2013 tarihli sayısında yayınlanacak.

Gökbilimciler Evreni ölçeklendirmek için öncelikle yakın cisimlerin uzaklıklarını ölçerler daha sonra da standart ışık kaynaklarını [1]kullanarak uzaklık ölçeğini evrenin daha da ötelerine taşırlar. Ancak bu halka ancak en zayıf olan ölçümün kendisi kadar duyarlıdır. Şimdiye kadar Samanyolu’na en yakın gökadalardan biri olan Büyük Macellan Bulutu’nun hassas ölçümlerini elde etmek kolay olmadı. Bu gökadadaki yıldızlar uzaklık ölçeğini daha uzaktaki gökadalara göre sabit tutmaya yarıyordu ki, bu oldukça önemlidir.

Ancak nadir bulunan bir çift yıldız türüne ait dikkatli gözlemler bir gökbilimci ekibinin LMC’nin uzaklığını oldukça hassas bir seviyeye getirmelerini sağladı: 163 000 ışık yılı.

“ Oldukça heyecanlıyım, çünkü gökbilmciler yüz yıldan fazla süredir Büyük Macellan Bulutu’nun uzaklığını hassas bir şekilde ölçemeye çalışıyorlar ve bunun hiç de kolay olmadığı görüldü,” diyor ekip liderlerinden biri olan Wolfgang Gieren (Concepción Üniversitesi, Şili). “Şimdi bu problemi açıkça görüleceği üzere %2 hassasiyetle çözmeyi başardık.

Büyük Macellan Bulutu’na olan uzaklık ölçümlerinin geliştirilmesi ayrıca birçok Sefeid türü değişen yıldızın uzaklıkları için daha iyi sonuç vermektedir [2]. Bu parlak zonklayan yıldızlar çok daha uzak gökadaların uzaklık ölçümlerinde ve Evrenin genişleme oranını (hızını) — Hubble Sabiti — belirlemek için standart ışık kaynakları olarak kullanılmaktadırlar. Bu şimdiki teleskopların görebildiği en uzak gökadalara kadar Evrenin taranmasının temelidir. Bu nedenle Büyük Macellan Bulutu’nun daha da hassas uzaklık ölçümleri kozmolojik ölçekteki son ölçüm hatalarını doğrudan azaltmaktadır.

Samanyolu’nun uydu gökadası Büyük Macellan Bulutu’ndaki çalışmaya esas olan çift yıldızların konumları ‘+’ ile işaretlenmiş. (ESO / R. Gendler)

Gökbilimciler Büyük Macellan Bulutu’nun uzaklığını örten çiftler [3] olarak bilinen nadir yıldız çiftlerini gözleyerek tespit ettiler. Bu yıldızlar birbirlerinin etrafında döndükleri sırada birbirlerinin önünden geçiyorlar. Bu geçiş olayı yeryüzünden görüldüğü sırada toplam parlaklık bir yıldız diğerinin önünden ya da arkasından geçtiğinde düşüş göstermektedir [4].

Işığın değişimindeki düzen dikkatli bir şekilde takip edilerek ve bunun yanı sıra yıldızların yörünge hızlarını ölçerek, bu yıldızların büyüklüklerini, kütlelerini ve yörüngeleri hakkındaki diğer bilgileri öğrenilebiliyor. Bunlar toplam ışık miktarına ait dikkatli gözlemler ve yıldızların renkleri [5] ile birleştirildiğinde kayda değer kesinlikte uzaklıklar bulunabiliyor.

Bu yöntem daha önce de kullanılmıştı, ancak sıcak yıldızlarla. Bununla birlikte, bu tür durumlarda kesin varsayımlar yapılıyor ve buradaki gibi uzaklıklar istenildiği kadar hassas olmuyordu. Ancak şimdi, ilk kez, sekiz oldukça nadir bulunan örten çift ve çiftlerin her birinin soğuk kırmızı dev olduğu yıldızlar tespit edildi [6]. Bu yıldızlar oldukça dikkatli bir şekilde gözlendi ve çok daha kesin uzaklık değerleri elde edildi — yaklaşık % 2 hata ile.

ESO bu proje için gerekli olan harika teleskop ve aygıtları sağladı: yıldızların görece sönük diğerlerine göre olağanüstü kesin dikine hızları için HARPS, kırmızı-ötesinde yıldızların ne kadar parlak göründüklerini ölçen SOFI gibi,” diye ekliyor Nature makalesinin başyazarı Grzegorz Pietrzyński (Concepcion Üniversitesi, Şili ve Warsaw Üniversitesi Gözlemevi, Polonya).

Yöntemimizi bir kaç yıl içerisinde LMC’nin uzaklığını % 1 hassasiyetle ölçecek kadar geliştirmeyi ümit ediyoruz. Bunun sadece evren bilim değil astrofiziğin birçok alanı için çok farklı sonuçları olacaktır,” diye noktalıyor yeni Nature makalesinin ikinci yazarı Dariusz Graczyk.

Notlar

[1] Standart ışık kaynakları parlaklıklarıyla bilinen nesnelerdir. Bu nesnelerin ne kadar parlak olduklarını ölçerek gökbilimciler uzaklıklarını tahmin edebilirler — daha uzakta olan daha sönük görülmektedir. Bu standart ışık kaynaklarına örnek olarak Sefeid değişenleri [2] ve Tür Ia süpernovaları verilebilir. Buradaki zorluk bu nesnelere uzaklıkları başka yöntemlerle belirlenmiş görece yakın benzer örnekler bularak uzaklık ölçeğini kalibre etmektir.

[2] Sefeid değişenleri parlak kararız yıldızlardır ve zonklayarak parlaklık değişimine uğramaktadırlar. Ancak ne kadar hızlı değişim gösterdikleri ile ne kadar parlak oldukları arasında çok açık bir bağlantı vardır. Çok daha hızlı zonklayan Sefeidler daha yavaş olanlara göre daha sönüktürler. Parlama dönemi – parlaklık ilişkisi bunların yakın gökadaların uzaklıklarını ölçerken standart ışık kaynakları olarak kullanılmalarını sağlar

[3] Buradaki çalışma yakın gökadaların uzaklıklarını geliştirmek için yürütülen uzun-dönemli Araucaria Projesi’nin bir parçasıdır.

[4] Tam ışık değişimi yıldızların göreli büyüklüklerine, sıcaklık ve renklerine ve yörünge bilgilerine bağlıdır.

[5] Renkler yıldızların farklı yakın-kırmızı-ötesi dalgaboylarındaki parlaklıkları karşılaştırılarak ölçülmüştür.

[6] Buradaki yıldızlar OGLE projesi ile çalışılan 35 milyon LMC yıldızı araştırılırken bulunmuştur.

ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi)


Düşünceniz

XHTML: Bu kodlardan yararlanabilirsiniz.: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*