Kanadalı Radyo Teleskobu CHIME, 9 Milyar Yıllık Hidrojen Parıltısını İlk Kez Tek Başına Tespit Etti
Kanada merkezli CHIME radyo teleskobu, kendi gözlemleriyle evrenin 5 milyar yıl önceki hâlini yansıtan çok zayıf hidrojen sinyalini tespit ederek karanlık enerjiyi incelemede yeni bir yol açtı.
Kanada’nın British Columbia eyaletinde, Penticton yakınlarındaki çöllerde yükselen devasa bir radyo anten dizisi, evrenin en eski ışık izlerini yakaladı. Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) adlı radyo teleskobu, ilk kez kendi gözlemleriyle, 9 milyar yıl önceki evrenin çok zayıf hidrojen ışımasını tespit etti. Bu bulgu, kozmik genişlemenin hızını yöneten hâlâ gizemini koruyan karanlık enerji üzerine yapılan araştırmalara yeni ve maliyet açısından daha uygun bir pencere açıyor.
CHIME, her gün kuzey gökyüzünün tamamını tarayan bir enstrüman olarak tasarlandı ve özellikle uzak evrendeki hidrojen gazının dağılımını haritalamak için geliştirildi. Hidrojen, evrendeki en bol element ve yıldızların temel yapı taşı olduğundan, onun çok zayıf radyo yayını, kozmik madde dağılımının bir izini sunuyor. Projenin ortak yazarlarından, Toronto Üniversitesi’nden Dr. Arnab Chakraborty, "Hidrojenin bu ince radyo yayını, maddeyi uzayda nasıl dağıldığını gösteren bir kozmik izleyici gibi davranıyor" diyerek buluşun önemini vurguladı.
Bu keşif, karanlık enerjinin doğasına dair rekabetçi teorileri test etme imkanı sağlıyor. CHIME artık bu ölçümleri yalnızca kendi verileriyle yapabildiği için, diğer gözlemevlerinden gelen galaksi anketleriyle karşılaştırma yapmadan bağımsız bir şekilde kanıt toplayabiliyor. UBC Fizik ve Astronomi Bölümü’nden Dr. Mark Halpern, "Kanadalı bilim insanları tarafından tasarlanıp finanse edilen bir enstrümanın, evreni yeni bir teknikle incelemesi, küresel kozmoloji programında cesur bir adım" şeklinde yorum yaptı.
Geçmişte CHIME araştırmacıları, radyo gözlemlerini daha detaylı ışık verileri sağlayan galaksi anketleriyle birleştirmek zorundaydı. Bu anketler, milyonlarca dolar maliyetle yürütülüyor ve yalnızca yıldızların oluşabildiği sıcak, yoğun bölgeleri kapsıyordu. CHIME’nin yöntemi ise hidrojenin kendi radyo yayını üzerinden, çok daha geniş kozmik alanları, daha eski zaman dilimlerini ve daha düşük maliyetle inceleme olanağı tanıyor. Bu sayede, evrenin genişlemesinin zaman içindeki evrimini yeniden yapılandırmak ve karanlık enerjiyi daha iyi anlamak mümkün hale geliyor.
Yayınlanan makaleye göre, tespit edilen sinyal, evrenin yaklaşık beş milyar yıl önceki hâlinde, yani ışığın bize ulaşması yaklaşık 9 milyar yıl süren bir dönemde, nötr atomik hidrojenin evrendeki toplam hidrojenin yaklaşık yüzde iki oranında olduğunu gösteriyor. Arizona State Üniversitesi’nden Dr. Shabbir Shaikh, "Bu oran, diğer ölçümlerle geniş bir uyum içinde ve hidrojenin dağılımı ile kümelenmesi, galaksi oluşumu ve evrimi modellerini test etmek için yeni bir araç" dedi.
Bu başarı, bir gecede ortaya çıkan bir atılım değildi; ekip, çok daha güçlü parazit sinyallerinin arasından bu son derece zayıf hidrojen izini ayırmak için yeni veri işleme ve analiz yöntemleri geliştirmek zorunda kaldı. Evrenin kendi radyo gürültüsü, insan yapımı sinyaller ve teleskobun kendisinden kaynaklanan etkiler gibi çeşitli gürültülerle mücadele edildi. 2019 yılında toplanan 94 gözlem gecesinin ardından, ekip bir yıl boyunca sinyalin gerçekliğini test etti ve sonunda bu sinyalin gerçekten uzak evrenden geldiğine emin oldu.
CHIME’nin şu ana kadar topladığı verilerin sadece küçük bir kısmı bu bulgu için kullanıldı; proje, yedi yıl daha gözlem yapma kapasitesine sahip. Bu da, gelecekte daha fazla hidrojen haritası çıkararak kozmik genişlemenin detaylarını ve karanlık enerjinin doğasını aydınlatma potansiyelini gösteriyor. Kanada’nın bilimsel altyapısının ve uluslararası iş birliğinin bir ürünü olan bu çalışma, evreni anlama çabalarına yeni bir ivme kazandırıyor.
