Radyo teleskopları nasıl bize saklı galaksileri gösterir

Astronot Natasha Hurley-Walker, evrenimizin ilginç, harika ve çok geniş olduğunu söylüyor. Bir uzay gemisi sizi uzayın derinliklerine götüremez (henüz)-- ama bir radyo teleskobu bunu yapabilir. Bu büyüleyici ve görsellerle dolu konuşmada, Hurley-Walker bize, gözle görünmeyen ışık spektrumlarını görünür kılan özel bir teknoloji ile nasıl evrenin gizemlerini araştırdığını gösteriyor.

Uzay, ulaşabileceğimiz son nokta.

Bunu ilk duyduğumda 6 yaşındaydım

ve tamamen etkilenmiştim.

Yabancı dünyaları keşfetmek istiyordum.

Yeni bir hayatın peşindeydim.

Evrenin bize sunduğu her şeyi
görmek istiyordum.

İşte bu hayaller, bu kelimeler
beni bir yolculuğa sürükledi.

Bir keşif yolculuğu,

okul yılları, üniversite yılları,
hatta doktora yaparken

ve en sonunda profesyonel bir astronom
olduğumda dahi süren bir yolculuk.

İki harika şeyin farkına vardım,

birisi biraz talihsiz bir şekilde

doktora yaptığım döneme denk geldi.

Şu gerçeğin farkına vardım:

Yakın gelecekte bir uzay gemisi kullanmam
pek mümkün değildi.

Ancak, bunun yanında evrenin tuhaf,
muhteşem ve engin olduğunu da fark ettim.

Bir uzay gemisiyle
keşfedilemeyecek kadar uçsuz bucaksızdı.

Ben de ilgimi astronomiye,
teleskop kullanmaya yönelttim.

Şimdi size gece çekilmiş
bir gökyüzü görüntüsü göstermek istiyorum.

Bunu dünyanın herhangi bir yerinden
görebilirsiniz.

Bütün bu yıldızlar galaksimiz
Samanyolu'nun bir parçası.

Eğer gökyüzünün daha karanlık
bir bölgesine giderseniz

güzel karanlık bir bölgede,
belki bir çöldeyken,

etrafınıza yayılmış yüz binlerce yıldızı,

Samanyolu'nun merkezini görebilirsiniz.

Bu harika bir görüntüdür.

Renklidir.

Ve tekrar söylüyorum, bu sadece
evrenin küçük bir köşesi.

Tuhaf, karanlık bir tozun üstünde
yayıldığını görebilirsiniz.

Bu toz, yıldızların ışığını gizleyen

bölgesel bir toz.

Ama biz iyi bir iş yapabiliyoruz.

Sadece gözlerimizle, evrenin
küçük bir bölgesini keşfedebiliyoruz.

Daha iyi yapma imkanımız var

Hubble Uzay Teleskobu gibi
muhteşem teleskoplar kullanabilirsiniz.

Astronomlar bu resmi bir araya getirdi.

Buna Hubble Derin Alanı deniyor.

Astronomlar, sadece küçücük bir bölgeyi
gözlemlemek için yüzlerce saat çalıştılar.

Somutlaştırmak gerekirse, kolunuza
oranla baş parmağınızın büyüklüğü.

Ve bu görüntüde,

binlerce galaksi görüyorsunuz.

Biliyoruz ki, evrenin geri kalanında

bazıları bizimkine benzer

bazıları farklı olmak üzere
milyonlarca galaksi olmalı.

Şimdi düşünüyorsunuz ki,
bu yolculuğa devam edebilirim.

Kolay bir iş. Güçlü bir teleskop kullanıp

gökyüzüne bakabilirim, sorun yok.

Eğer sadece bunu yaparsak,
bir şeyler eksik kalır.

Şuana kadar konuştuklarımız,

sadece görünür spekturumda,
gözümüzle görebildiğimiz kadarı.

Evrenin bize sunduğu

ufacık bir kısım.

Görünür ışık kullanımıyla ilgili
iki önemli problem var.

Farklı türden ışık yayan

kısımları göremiyor olmak dışında

iki tane daha sorun teşkil eden konu var.

Birincisi az önce bahsettiğim
toz ile ilgili.

Toz bulutları
bize gelen görünür ışığı engelliyor.

Bu yüzden uzayın derinliklerine baktıkça
daha az ışık görüyoruz.

Toz bize ulaşmasını durduruyor.

Fakat evreni keşfederken
görünür ışık kullanmanın

çok tuhaf bir sorunu daha var.

Şimdi bir dakika ara verelim.

İşlek bir caddenin köşesinde
durduğunuzu farz edin.

Arabalar geçiyor.

Bir ambulans geliyor.

Tiz bir sireni var.

(Siren sesini taklit ediyor)

Ambulans hareket ettikçe

sesin şiddeti de değişiyor.

Şoför sizle dalga geçmek için
sesi azaltıp yükseltmiyor.

İşte bu algınızın bir ürünü.

Ambulans yaklaştıkça

ses dalgaları sıkışıyor

ve tizliği artıyor.

Ambulans uzaklaştığında ise
dalgalar geriliyor

ve tizliği azalıyor.

Aynı olay ışıkta da oluyor.

Bize doğru gelen cisimlerin

ışık dalgaları sıkışıyor
ve daha mavi bir hâl alıyor.

Uzaklaşan cisimlerin ışık dalgaları

ise genişliyor ve daha kırmızı görünüyor.

Bu etkiye maviye kayma
ve kırmızıya kayma diyoruz.

Evrenimiz genişlediğine göre,

her şey birbirinden uzaklaşıyor

ve bu da her şeyin kırmızı
göründüğü anlamına geliyor.

İşin garip yanı
evrenin derinliklerine indikçe

daha uzak cisimlerin, daha hızlı bir
şekilde ileri gittiğini görüyoruz.

Ve daha kırmızı göründüklerini
gözlemliyoruz.

Hubble Derin Alanı'na dönersek

sadece Hubble'ı kullanarak

evrenin derinliklerini bakmaya
devam edersek

belli bir mesafe uzaklaştığımızda

her şey kırmızı olacak,

bu da bize bir problemi işaret ediyor.

Çok uzaklara gittikçe

zamanla her şey kızılötesine doğru kayar

ve artık hiçbir şey göremez hâle geliriz.

Bu sorunun bir çözümü olmalı.

Yoksa yolculuğumda kısıtlanmış olurum.

Ben bütün evreni keşfetmek istemiştim,

kızıla kayma olayı başlamadan önce
görebildiğim kadarını değil.

Radyo astronomi adında

bir teknik var.

Astronomlar bu tekniği
on yıllardır kullanıyor.

Harika bir yöntem.

Bu, Parkes Radyo Gözlemevi.
Etkileyici ismiyle "Çanak".

Filmi izlemiş olabilirsiniz.

Ve radyo gerçekten çok iyi.

Daha derinlere inmemizi sağlıyor.

Toz onun için bir engel değil,

böylece evrendeki
her şeyi görebiliyorsunuz

ve kızıla kayma da o kadar sorun değil

çünkü daha geniş alanı görebilen
algılayıcılar kurabiliyoruz.

Peki Samanyolu'nun merkezine
doğrulttuğumuz zaman Parkes ne görür?

Muhteşem bir şey görüyor olmalı değil mi?

Yani, ilginç bir şey görüyoruz.

Bütün tozlar gitmiş.

Dediğim gibi, radyo, tozu
görmezden geliyor yani sorun yok.

Ama görüntü oldukça farklı.

Gördüğünüz gibi
Samanyolu'nun merkezi çok parlak

fakat bu yıldız ışığı değil.

Sinkrotron radyasyonu
adını verdiğimiz bir ışık var

ve bu ışık elektronların kozmik manyetik
alanın etrafında dönmesiyle oluşur.

Ve bu parlayan düzlem oluşur.

Ayrıca bu çizgiden değişik fışkırmalar

ve gözlerimizle görebileceğimiz

bir çizginin parçası olmayan
nesneler de görebiliriz.

Ama bu resmi yorumlamak
gerçekten zor,

çünkü görebildiğiniz üzere
çok düşük çözünürlükte.

Radyo dalgalarının dalgaboyları çok uzun,

bu da çözünürlüğü düşürüyor.

Ve ayrıca görüntü siyah beyaz,

o yüzden buradaki şeylerin renklerini
de bilemiyoruz.

Bugüne geri dönelim.

Bu sorunların üstesinden gelen

teleskoplar yapabiliyoruz.

Karşınızda Murchison Radyo Gözlemevi'nin
bir görüntüsü,

radyo teleskopları inşa etmek için
mükemmel bir yer.

Düz, kuru

ve en önemlisi, radyo dalgaları yok:

telefon yok, wi-fi yok, hiçbir şey yok,

çok, çok radyosuz

ve bu yüzden de radyo teleskobu
koymak için mükemmel.

Birkaç yıldır üzerinde çalıştığım
teleskobun adı

Murchison Widefield Dizisi

ve şimdi size inşa sürecinin
zaman çizelgesini göstereceğim.

Bu Perth'de bulunan

bir grup lisans ve lisansüstü öğrencisi.

Onlara Öğrenci Ordusu diyoruz

ve onlar vakitlerini
radyo teleskobu inşasına adadılar.

Bundan puan almıyorlar.

Ve bu radyo dipollerini birleştiriyorlar.

Sadece düşük frekansları algılıyorlar,
evinizdeki radyo ve televizyon gibi.

Ve bunları çöllere yayıyoruz.

Son teleskop Batı Avustralya Çölü'nde

10 km kare alan kaplıyor.

İşin ilginç yanı,
hareket eden parçası yok.

Bu küçük antenleri

özellikle tavuk ağlarına kuruyoruz.

Yeterince ucuz.

Kablolar antenlerden

sinyal alıyorlar

ve merkezi işlem ünitelerine
gönderiyorlar.

Ve bu teleskobun büyüklüğü,

onu bütün çöle kurmuş olmamız

bize Parkes'ten
daha yüksek bir çözünürlük sağlıyor.

Bütün bu kablolar en sonunda verileri

Perth'de bulunan
bir süper bilgisayara gönderirler

ve bu noktada ben işe giriyorum.

(Derin nefes)

Radyo verisi.

Son beş yılımı

daha önce kimsenin görmediği
çok zor verilerle

çalışarak geçirdim.

Onu hesaplamakla
çok uzun zaman harcadım,

süper bilgisayarlarda milyonlarca
CPU saati harcadım

ve o veriyi gerçekten anlamaya çalıştım.

Ve bu teleskopla,

bu veri ile,

bütün güney gökyüzünde
bir inceleme yaptık,

GaLactic ve Extregalactic
All-sky MWA İncelemesi

ya da benim deyişimle GLEAM.

Ve çok heyecanlıyım.

Bu inceleme yayınlanmak üzere
fakat henüz gösterime açılmadı,

yani siz bu güney gökyüzünün incelemesini

görecek olan ilk insanlarsınız.

Size bu incelemeden birkaç görüntü
göstermekten mutluluk duyuyorum.

Şimdi, Murchison'a gittiğinizi,

yıldızların altında kamp yaptığınızı

ve güneye doğru baktığınızı hayal edin.

Güneyin göksel kutbunu gördünüz,

galaksi yükseliyor.

Eğer radyo ışığını düşürürsem,

incelememizde bunu görürüz.

Artık galaksi düzleminin toz ile
kapanmadığını görebilirsiniz.

Sinkrotron radyasyonu ile parlıyor

ve gökyüzünde binlerce nokta var.

Geniş Macellan bulutları,
en yakın galaktik komşumuz,

bizim bildiğimiz mavi-beyaz
yerine aslında turuncu.

Yani burada çok fazla şey oluyor.
Daha yakından bakalım.

Eğer galaktik merkeze tekrar bakarsak,

size daha önceden gösterdiğim
Parkes görüntüsünün olduğu yere,

düşük çözünürlük, siyah beyaz

ve eğer GLEAM görüntüsüne geçersek,

çözünürlüğün yüz kat arttığını
görebilirsiniz.

Artık gökyüzünün
renkli bir görüntüsüne sahibiz,

technicolor bir görüntü.

Yanlış bir renk görünümü değil.

Bunlar gerçek radyo renkleri.

Yaptığım şey düşük frekansları kırmızıyla,

en yüksek frekansları maviyle

ve ortancaları yeşille renklendirmekti.

Bu da bize bir gökkuşağı görüntüsü verir.

Ve bunlar yanlış renkler değil.

Bu görüntüdeki resimler bize
evrende gerçekleşen fiziksel olaylar

hakkında bilgi verir.

Mesela, galaksinin olduğu düzleme bakarsak

sinkrotron ile ışıldıyor

ve bu da genelde kırmızımsı turuncu

ama dikkatli bakarsak
mavi noktalar görebiliriz.

Şimdi, eğer yakınlaştırırsak

bu mavi noktalar
büyük yıldızların etrafındaki

iyonize olmuş plazmadır

ve kırmızı ışığı bloke ettikleri için

mavi görünüyorlar.

Ve bu da bize galaksimizdeki
yıldız oluşturan bölgeler

hakkında bilgi verir.

Ve onları hemen görebiliriz.

Galaksiye bakarız ve renkler bize
onların yerini söyler.

Küçük baloncuklar görüyorsunuz,

galaktik düzlemdeki
küçük yuvarlak cisimler,

bunlar süpernova kalıntıları.

Bir yıldız patladığı zaman,

dıştaki kabuğu atar

ve bu kabuk da materyal toplayarak
uzayda yolculuk eder,

bu da küçük bir yapı oluşturur.

Bütün bu süpernova atıklarının
nerede olduğu

astronotlar arasında
henüz çözülememiş bir gizemdir.

Gördüğümüz sinkroton radyasyonunun
oluşması için düzlemde

çok sayıda yüksek enerji elektronu
olması gerektiğini biliyoruz

ve bunların süper nova kalıntılarından
oluştuğunu düşünüyoruz

fakat yeterince yok gibi duruyor.

Neyseki GLEAM, süpernova kalıntılarını
algılamakta çok iyi,

o yüzden yakında bu konu üzerine
bir yazı yayınlamayı umuyoruz.

Şimdi, bu iyi.

Küçük yerel evrenimizi keşfettik

ama ben daha derine,
daha ileriye gitmek istedim.

Samanyolu'nun da ilerisine gitmek istedim.

Sağ üstte çok ilginç bir cisim görüyoruz

ve bu yerel bir radyo galaksisi,

Erboğa A.

Eğer oraya yakından bakarsak,

uzaya doğru uzanan
iki bulut görebiliriz.

Ve eğer bu iki bulutun
tam ortasına bakarsanız,

aynı bizimki gibi bir galaksi görürsünüz.

Sarmal şekli var. Toz çizgileri var.

Bu normal bir galaksi.

Ama bunlar sadece radyoda görülebiliyor.

Eğer görünürden baksaydık,
orada olduklarını bile bilemezdik

ve ev sahipliği yapan galaksiden
binlerce kat daha genişler.

Neler oluyor?
Bu fışkırmaları oluşturan nedir?

Bildiğimiz bütün galaksilerin merkezinde

devasa bir kara delik bulunur.

Karadelikler görünmezdir.
O yüzden onlara bu isim verilmiştir.

Tek görebildiğiniz, etrafında sapan ışık

ve bazen de bir yıldız veya gaz bulutu
yörüngesine girince oluşan,

toplanma diski adını verdiğimiz,

gelgit kuvvetinin oluşturduğu yapıdır.

Toplanma diski x-ray ışığında
güçlü bir şekilde parlar

ve devasa manyetik alan materyali

neredeyse ışık hızında uzaya yollayabilir.

Yani bu fışkırmalar radyoda görünür

ve biz de inceleme yaparken
bunları algılarız.

Güzel, çok iyi, bir radyo galaksisi
gördük. Bu iyi.

Ama eğer görüntünün yukarısına bakarsanız,

bir radyo galaksisi daha göreceksiniz.

Birazcık daha küçük,
ama bunun sebebi uzakta olması.

Tamam. İki radyo galaksisi.

Bunu görebiliyoruz. Bu iyi.

Peki ya diğer bütün noktalar?

Bunlar herhalde yıldızlardır.

Hayır, değiller.

Hepsi radyo galaksileri.

Bu görüntüdeki her bir nokta

uzaktaki bir galaksi,

milyarlarca ışık yılı uzakta,

merkezlerinde etrafa materyalleri
ışık hızında saçan

devasa bir kara delik ile.

Bu çok şaşırtıcı.

Ve bu inceleme burada gösterdiğimden
çok daha geniş.

Eğer incelemenin tamamına
bakacak olursak,

300.000 tane radyo galaksi bulduğumu
görebilirsiniz.

Yani bu gerçekten efsanevi bir yolculuk.

İlk devasa karadeliklerine kadar

bütün bu galaksileri keşfettik.

Bununla çok gurur duyuyorum.
Haftaya yayınlanacak.

Ve hepsi bu kadar da değil.

Bu incelemeyle birlikte galaksinin
uçsuz bucaksız köşelerini keşfettim

ama daha da fazlası var.

Şimdi sizi zamanın başlangıcına
geri götüreceğim.

Büyük Patlama ile birlikte
evren ilk oluştuğunda,

evren hidrojen denizine dönüşmüştü,

nötr hidrojen.

İlk yıldızlar ve ilk galaksiler
oluşmaya başlayınca,

bu hidrojeni iyonize ettiler.

Yani evren nötr olmaktan
iyonize olmaya geçti.

Bu da her yere izini bıraktı.

Bu, her yere yayıldı

aynı Star Wars'daki Güç gibi.

Bu çok uzun süre önce gerçekleştiği için,

bu sinyal kızıla kaydı

ve şuan çok düşük frekanslarda.

Benim incelemem ile aynı frekansta

ama çok sönük.

İncelememdeki herhangi bir nesnenin
milyarlarda biri büyüklüğünde.

O yüzden teleskobumuz bunu algılamak için
yeterince hassas olmayabilir.

Ama, yeni bir radyo teleskobu var.

Yani bir uzay gemim olmayabilir

ama umarım ki

dünyanın en büyük teleskoplarından
birine sahip olabilirim.

Kilometre Kilometre Dizisi adı verilen
yeni bir radyo teleskobu yapıyoruz

ve MWA'dan binlerce kat daha büyük,

daha hassas ve daha kaliteli
çözünürlükte olacak.

Yani on milyonlarca galaksi bulmalıyız.

Ve büyük ihtimalle,
o sinyalin derinliklerinde,

ilk yıldızların ve galaksilerin oluşumunu
görebileceğim,

yani zamanın başlangıcını.

Teşekkür ederim.

(Alkışlar)