Atacama teleskopu en ayrıntılı kozmik mikrodalga arka planını ortaya çıkarıyor

Şu anda görevlendirilen Atacama Kozmoloji Teleskopundan (ACT) yeni görüntüler, Big Bang’den sadece 380.000 yıl sonra evrenin henüz en kesin bakışını sunuyor. ACT’den önce yakalanan kozmik mikrodalga arka planının (CMB) bu görüntüleri, 2022’de operasyonları durdurmadan önce, daha sonra yıldız ve galaksiler oluşturacak ilk yapıların nasıl şekillenmeye başladığını ortaya koyuyor.

Erken kozmik yapıları anlamada atılım

Raporlara göre, görüntüler en erken ışığın daha önce benzeri görülmemiş bir netlikle yoğunluğunu ve polarizasyonunu tasvir ederek kozmoloji standart modelini doğrular. Araştırmacılar, bu bulguların önceki gözlemlerle uyumlu olduğunu ve evrenin evrimi üzerindeki mevcut teorileri güçlendirdiğini buldular. Veriler aynı zamanda antik gazların yerçekimi etkisi altında hareketini, daha sonra ilk yıldızları doğurmak için çökmüş olan primordial hidrojen ve helyum bulutlarının oluşumunu izleyerek ortaya koyuyor.

ACT Direktörü ve Princeton Üniversitesi araştırmacısı Suzanne Staggs, yaptığı açıklamada, en eski yıldızları ve galaksileri yapmak için ilk adımları gördüklerini söyledi. Işığın polarizasyonunu yüksek çözünürlükte görüyorlar. Yetkili, Planck ve diğer önceki teleskoplardan belirleyici bir faktör olduğunu da sözlerine ekledi.

Evrenin ilk ışığını görüntüleme

Raporlara göre, büyük patlamadan 380.000 yıl önce, evren, foton dağılımının bağlanmamış elektronlarının sıcak bir plazması nedeniyle opaktı. Evren yaklaşık 3.000 Kelvin’e soğuduktan sonra, nötr atomlar oluşturmak için protonlara bağlı elektronlar, ışığın serbestçe seyahat etmesine izin verdi. ‘Son saçılma’ olarak bilinen bu olay, evreni şeffaf hale getirdi ve ilk ışığın fosil kaydı olan CMB’nin arkasında bıraktı.

Şili Andes’e yerleştirilmiş eylem, 13 milyar yılı aşkın bir süredir seyahat eden bu eski ışığı yakaladı. Planck uzay teleskopundan önceki çalışmalar CMB’nin ayrıntılı bir görüntüsünü sağladı, ancak ACT’nin verileri çözünürlüğün beş katını ve gelişmiş hassasiyeti sunuyor.

Kozmik evrim ve genişlemeye ilişkin bilgiler

Yüksek çözünürlüklü görüntüler aynı zamanda primordial hidrojen ve helyum gazlarının evrenin bebeklik döneminde nasıl hareket ettiğini izliyor. Raporlara göre, bu gazların yoğunluğu ve hızındaki farklılıklar, sonunda galaksiler oluşturan bölgelerin varlığını göstermektedir. CMB’de donmuş olan bu dalgalanmalar, evrenin genişleme geçmişinin belirteçleri olarak hizmet eder.

ACT verilerini kullanan araştırmacılar, evrenin yaklaşık 2 trilyon trilyon güneşe eşdeğer toplam kitlesini tahmin ettiler. Kaynaklar, bu kitlenin yaklaşık 100 Zetta-Sun’ının sıradan maddeden oluştuğunu, 500 Zetta-Sun’ın karanlık maddeye karşılık geldiğini ve 1.300 Zetta-Sun’un karanlık enerjiye atfedildiğini bildiriyor.

Hubble gerginliğini ele almak

Kozmolojideki en büyük zorluklardan biri, evrenin Hubble gerginliği olarak bilinen genişleme oranını ölçmedeki tutarsızlıktır. Yakındaki galaksilerden gelen ölçümler yaklaşık 73-74 km/s/mpc’lik bir hubble sabiti olduğunu gösterirken, ACT de dahil olmak üzere CMB gözlemleri 67-68 km/s/mpc daha düşük bir değer verir.

ACT verilerini inceleyen Columbia Üniversitesi araştırmacısı Colin Hill, verilerle eşleşen ve daha hızlı bir genişleme oranını tahmin eden kozmolojik bir model bulup bulamayacaklarını görmek istediklerini söyledi. Ayrıca, CMB’yi erken evrendeki yeni parçacıklar veya alanlar için bir dedektör olarak kullandıklarını ve daha önce keşfedilmemiş araziyi keşfettiklerini de sözlerine ekledi.
Bununla birlikte, raporlar ACT bulgularının önceki CMB tabanlı ölçümlerle uyumlu olduğunu ve tutarsızlığı açıklayabilecek alternatif kozmik modeller için hiçbir kanıt sunmadığını doğrulamaktadır.

İleriye Bakış

ACT, 2022’de gözlemlerini tamamladı ve gökbilimciler artık odağı Şili’deki Simons Gözlemevi’ne kaydırdılar ve bu da evrenin erken ışığı hakkında daha ileri çalışmalar vaat ediyor. Yeni ACT verileri, Princeton’un Atacama Kozmoloji Teleskop web sitesinde yayınlanan ilgili araştırmalarla NASA’nın Lambda Arşivi aracılığıyla kamuya açık hale getirildi.