Home � Bilim

Evrende bugüne kadar keşfedilen en büyük su kütlesi

    Su aslında her yerdedir. Astronotlardan oluşan ve her biri Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde görevli bilim adamlarınca yönetilen iki ekip, evrende bugüne kadar keşfedilmiş olan en uzak ve en fazla miktarda su içeren su kaynağını keşfetti. Evrendeki en parlak ve kuvvetli cisimlerden biri olan bir  kuasarın içine, 30 milyar trilyon mil uzaklıktan bakarak, dünyadaki bütün okyanusların 140 trilyon katına eşdeğer miktarda su buharı buldular. Bu miktar, aynı zamanda güneşten de 100 bin kat daha yoğundur.

______________________________________________________________


   Not: Kuasarlar, evrenin en uzak köşelerinde akıl almaz bir enerjiyle parlayan gökadalara verilen addır. Evrenin genç ve çalkantılı dönemindeyken oluştukları bilinmektedir. Merkezlerindeki dev karadeliklerin kütleçekim gücüne kapılan büyük miktarda maddenin ısınıp şiddetli ışınım yayması nedeniyle muazzam parlaklıklarını kazandıkları düşünülmekteydi. Bu nedenle de yaygın görüş, kuasarların gazca zengin dev gökadalarda ya da başkalarıyla çarpışıp hareketlenmiş gökadaların merkezlerinde bulundukları biçimindeydi. Ancak, dünyadan 10 milyar ışıkyılı uzaklıkta 10 kuasar üzerinde kızılötesi teleskopla yapılan gözlemler, ev sahibi gökadaların, küçük gökadalar olduğunu ortaya koydu.10^45 ile 10^48 erg/s aralığındaki enerji çıktıları ile en ışıtmalı etkin çekirdek gösterirler. (Kaynak: Vikipedi)

 

Sanatçı tarafından çizilen resimde, söz konusu suyun bulunduğu kuasar olan APM 08279+5255'e benzeyen bir kuasar gösterilmektedir. (Credit: NASA/ESA)

  

  Kuasar çok uzak olduğu için, ışığının dünyaya ulaşması 12 milyar yıl sürmüştür, yani 12 milyar ışık yılı uzaktadır. Dolayısıyla bulunan veriler de, evrenin henüz 1,6 milyar yıllık haline aittir. (1 ışık yılı, yaklaşık 6 trilyon mil). NASA’nın Jet Porpulsion Laboratuvarı’nda (JPL) çalışan bilim adamı Matt Bradford da Caltech’i ziyaret etmiş ve şöyle demiştir: 

  “Kuasarın etrafındaki ortam çok kendine özgüdür ve bu ortamda da böylesine fazla bir su üretilmektedir. Bu buluş suyun, evrenin ilk zamanlarında bile, evrenin her yerinde yaygın olarak bulunduğuna dair elde edilen kanıtlardan sadece biridir.”  Bradford, the Astrophysical Journal Letters  tarafından yayına kabul edilmiş olan kuasar bulgularını içeren çalışmaları yapan ekiplerden birini de yönetmiştir.

 

   Kuasarlar, devasa kara delikler tarafından üretilen, çevresini bir disk şeklinde saran gaz ve toz kümesini emen devasa bir karadeliğe sahip gök cisimleridir. Kuasarın kara deliği, bu tüketiminin sonucunda diskin ortasından her iki yöne doğru müthiş bir enerji fışkırtır. Her iki ekipteki astronomlar da, APM 08279+5255 denilen belli bir kuasarı inceledi. Bu kuasarın beslediği kara delik, güneşten 20 milyar kat daha yoğundur ve bin trilyon tane güneşin ürettiği enerjiye sahiptir.

 

   Bilim adamları, evrenin erken dönemlerinde de su bulmayı bekledikleri için, suyun keşfi büyük bir şaşkınlık yaratmadı. Samanyolu Galaksisi'nde de su buharı bulunuyor ancak galaksimizdeki su kütlesinin çoğu buz halde bulunuyor. Samanyolu'ndaki suyun daha çok buz formunda olması nedeniyle, Samanyolu'ndaki su kütlesi, bu kuasarda bulunandan 4000 kat daha az yoğun.

   

   Yine de, su buharı Kuazar’ın yapısıyla ilgili bilgi veren önemli bir işaretleyicidir. Bu Kuazar’daki su buharı, kara deliğin yüzlerce ışık yılı genişliğindeki çevresinde bulunuyor. Suyun varlığı da, gazın beklenmedik şekilde ılık ve yoğun olduğuna işaret ediyor. Gaz her ne kadar soğuk (-53 °C) ve de dünyanın atmosferinden 300 trilyon kat daha az yoğun olsa da, yine de Samanyolu gibi galaksilerde alışkın olduğumuz değerlerden 5 kat daha sıcak ve 10 ila 100 kat daha yoğun.

 

   Su buharı, kuasarları çevreleyen pek çok gazdan sadece birisidir. Su buharının varlığı, kuasarın, gazı X ışınları ve kızıl-ötesi radyasyonuyla yıkadığını gösterir.  Radyasyonla su buharının etkileşimi, gazın özelliklerini ve kuasarın bu özellikleri nasıl etkilediğini belirler. Örneğin su buharını inceleyerek, radyasyonun gazın geri kalanını nasıl ısıttığını anlayabiliriz. Dahası, su buharının ve Karbon monoksit gibi diğer moleküllerin ölçümleri, kuasarın şimdiki halinin 6 katı büyüklüğe erişmesi için gerekli olan gaz miktarına da sahip olduğunu düşündürür. Bunun gerçekleşip gerçekleşmeyeceği bilinmiyor çünkü gazın bir kısmı yoğunlaşarak yıldızlara karışabilir ya da kuasardan dışarı atılabilir.

 

   Bradford'un ekibi çalışmalarına 2008 yılında, Caltech Submillimeter Observatory (CSO)’de bulunan Z-Spec isimli cihazı kullanarak başlamış. Z-Spec, Hawai’deki Mauna Kea dağının zirvesine yakın bir noktada bulunan 10 metrelik bir teleskoptur. Çok hassas bir spektograftır, çalışması için +0,06 °C sıcaklık gereklidir. Cihaz ışığı ölçmek için, milimetre bantı denilen bir elektromanyetik spektrum kullanır. Bu spektrum, kızıl ötesi ile mikrodalga boyları arasındaki aralıkta yer alır. Araştırmacıların suyu keşfedebilmesinin sebebi, Z-Spec'in bu dalga boylarında çalışan diğer spektrometrelerden 10 kat daha büyük bir aralığı kapsamasıdır.  Astronomlar buluşun ardından, Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy (CARMA) denen aletle de takibeden araştırmalar yaptılar.

 

   Bu buluş, milimetre ve submilimetre aralıklarında gözlem yapmanın önemini ortaya koymuştur. Bu çalışma alanı, son 20-30 yıl içerisinde çok gelişmiştir. Bilim adamları, bu alanın daha da gelişmesi için, Şili’ye yerleştirilecek olan CCAT isimli, 25 metrelik bir teleskobun yapım çalışmalarını başlatmış durumda. CCAT bize aynı zamanda en eski galaksileri keşfetme imkanı da sağlayacak. Suyun ve diğer önemli işaretleyici gazların miktarının ölçülmesiyle, bu çok eski galaksilerin yapısını ve içeriğini de inceleme şansı bulacaklar.  

     

   Caltech’de kıdemli bir fizikçi olarak çalışan ve CSO’nun vekaleten yöneticisi de olan Dariusz Lis tarafından yönetilen ikinci grup ise, suyu bulmak için Alpler’de bulunan Plateau de Bure Interferometresini kullandı. 2010 yılında Lis’in ekibi, APM 08279+5255’nin spektrumunda hidrojen florür ararken, tesadüfen kuasarın spektrumunda suya işaret eden bir sinyal buldu. Bu sinyalin frekansı, suyun yüksek enerjili bir durumdan daha düşük enerjili bir duruma geçerken ortaya çıkardığı radyasyon salınımının frekansına denk geliyordu.  Lis’in ekibi tek bir frekansta sadece bir sinyal bulmuşken, Z-Spec ‘in sağladığı geniş dalga boyu ile araştırmalarını yapan Bradford’un ekibi, pek çok farklı frekans içeren su yayılımı keşfetti. Bu birden çok sayıdaki su dönüşümlerinin bulunmasıyla Bradford’un ekibi, kuasar gazının özelliklerini ve suyun yoğunluğunu belirlediler.

 

Haber Kaynağı: Yukarıdaki makale, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü tarafından sağlanan bilgilerin ışığında, Science Daily ekibi tarafından hazırlanarak 22 Temmuz 2011’de yayınlanmıştır. (Yazının orijinali)

 

Çeviren: felis agnosticus

 

 


Add comment




  Country flag
biuquote
  • Comment
  • Preview
Loading