Hobby–Eberly Telescope Dark Energy Experiment (Hobby-Eberly Teleskobu Karanlık Enerji Deneyi/HETDEX) verilerini kullanan astronomlar, 10 ila 12 milyar yıl önceki galaksileri çevreleyen, “Lyman-alpha nebulaları” olarak adlandırılan on binlerce devasa hidrojen gazı halesi keşfetti. “Kozmik öğle vakti” (Cosmic Noon) olarak bilinen bu dönem, erken evrende galaksilerin en hızlı büyüdüğü evre olarak gösteriliyor. Bu büyümeyi hızlandırmak için galaksilerin, yıldızların temel yapı taşları hidrojen gazı rezervlerine erişmeleri gerekirken bu çalışmaya kadar astronomlar temel yapılardan çok az keşfetmişti.
The Astrophysical Journal‘da yayınlanan yeni çalışma, bilinen hidrojen gazı halelerinin sayısını on kat artırarak yaklaşık 3 binden 33 binin üzerine çıkardı. Bulgular, bu yapıların nadir görülmediğine dair şüpheleri doğruluyor. Çalışma aynı zamanda bilinen boyut aralığını da genişleterek, astronomların ilk galaksilerin kökenini çözmeye devam ederken inceleyebilecekleri daha temsili bir örneklem sunuyor.
HETDEX veri yöneticisi ve çalışmanın başyazarı Erin Mentuch Cooper, “Son 20 yıldır hep aynı birkaç nesneyi analiz ediyorduk. HETDEX, bu halelerden çok daha fazlasını bulmamıza, şekillerini ve boyutlarını ölçmemize olanak tanıyor. Bu sayede gerçekten muazzam bir istatistiksel katalog oluşturabildik.” dedi.
Görünmeyeni yakalamak
Hidrojen gazı, kendi ışığını üretmediği için tespit edilmesi oldukça zor fakat çok fazla enerji yayan bir nesnenin. örneğin, UV (ultraviyole) yayan yıldızlarla dolu bir galaksi veya galaksi grubunun yakınındaysa, bu enerji hidrojenin parlamasına neden olabilir. Tespitinde genellikle hassas cihazlarla çok uzun süre gözlem yapmak gerekir.
Önceki astronomik taramalar bu halelerin bazılarını bulmuş olsa da, kullanılan cihazlar sadece en parlak ve en ekstrem örnekleri yakalayabiliyordu. Erken galaksilere yönelik hedeflenmiş gözlemler ise genellikle o kadar dar bir alana odaklanıyordu ki, en küçük haleler dışındaki her şeyi kadrajın dışında bırakıyordu. Sonuç olarak, “küçükler” ile “devler” arasındaki tüm ara formlar gizemini korumuştu.
Devasa bir veri denizi
HETDEX’ten gelen gözlemler bu boşluğu doldurmaya başlıyor. McDonald Gözlemevi’ndeki Hobby-Eberly Teleskobu’yla yapılan deney, karanlık enerjiyi anlama arayışında bir milyondan fazla galaksinin konumunu haritalandırıyor. HETDEX baş araştırmacısı ve Austin’deki Teksas Üniversitesi Astronomi Bölümü Başkanı Karl Gebhardt, “Sadece bu galaksiler hakkında değil, aralarındaki bölgeler hakkında da yaklaşık yarım petabayt veri topladık. Gözlemlerimiz, gökyüzünde 2 bin dolunay büyüklüğünde bir alanı kapsıyor. Kapsam muazzam ve eşi benzeri görülmemiş düzeyde.” ifadesini kullandı.
UT Austin’de doktora sonrası araştırmacı ve HETDEX bilim insanı Dustin Davis ise, “Hobby-Eberly Teleskobu dünyanın en büyüklerinden biri. HETDEX’in kullandığı cihaz ise her gözlemde 100 bin spektrum (tayf) üretiyor. Elimizde devasa miktarda veri var ve keşfedilmeyi bekleyen her türlü ilginç, eğlenceli ve tuhaf şey orada duruyor.” şeklinde yorumda bulundu.
Yeni ortaya çıkarılan halelerin boyutları on binlerce ile yüz binlerce ışık yılı arasında değişiyor. Bazıları, tek bir galaksiyi çevreleyen futbol topu şeklinde basit bir bulut gibi; diğerleri ise birden fazla galaksiyi barındıran geniş, düzensiz kümeler halinde. Mentuch Cooper “Bunlar en eğlenceli olanlar. Uzaya uzanan uzantıları olan dev amiplere benziyorlar.” dedi.
Araştırmacılar haleleri bulmak için HETDEX tarafından şimdiye kadar tanımlanmış 1,6 milyondan fazla erken galaksiden en parlak 70 binini seçti. Teksas İleri Hesaplama Merkezi’ndeki süper bilgisayarların yardımıyla, bunların kaçında çevreleyen bir halenin (yoğun bir hidrojen merkezi bölgesi ve bunun ötesine uzanan daha ince bir bulut) kanıtı olduğunu incelediler.
İncelenen galaksilerin neredeyse yarısında haleler mevcuttu. Üstelik Mentuch Cooper, bu oranın muhtemelen gerçeğin altında bir tahmin olduğunu ileri sürdü: “En sönük sistemlerin, gerçekte ne kadar büyük olduklarını tam olarak ortaya çıkaracak kadar parlak olmadığından şüpheleniyoruz.”
Astronomları bu keşfin erken evrenin nasıl evrimleştiği, maddenin dağılımı ve nesnelerin hareketi gibi konularda diğer araştırmacılara ışık tutmasını umuyor. Araştırmacılar keşfedilen 33 bin haleyle artık tekil halelere odaklanabileceklerini, fiziksel ve mekanik özelliklerini keşfetmeye çalışacaklarını söylüyor.
Kaynak: The Astrophysical Journal