Samanyolu’nun merkezinde bilinmeyen kökenli dev bir kabarcık, ‘Fermi’ uzay teleskobu bilim insanlarının dikkatini çekti.
‘Fermi’ astrofizikçileri Peter Michelson (solda), Deirdre Horan ve Miguel Ángel Sánchez, geçen Salı günü Teorik Fizik Enstitüsü’nün (Madrid) merkezinde.
1963 yılında resmi aracında öldürülmeden bir ay önce, ABD Başkanı John F. Kennedy, atom bombasının patlaması gibi en büyük felaketi haber verecek uydu fırlatılmasını onayladı. 1967’de, Vela adlı bu gözetleme programı, Dünya’dan değil, uzaydan geldiği belirlenen gizemli patlamaları tespit etti. Bu konu bir süre sonra bir çekmecede saklandı ve yıllar sonra bu sinyallerin evrenin en güçlü radyasyon türü olduğu ve muhtemelen galaksimiz dışından geldiği öğrenildi. Kazara keşfedilmiş yeni bir evren gözlem yöntemi ortaya çıkmıştı: gama ışını astronomisi.
İnsan gözü tarafından görünmez olan gama ışınları evrensel olarak bulunur ve kozmikteki en şiddetli fenomenleri incelememize olanak tanır. Stanford Üniversitesi’nden bir astrofizikçi olan ve Fermi gama ışını uzay teleskobunun arkasındaki beyin olan Peter Michelson, “Gama ışını patlamaları, bir anlıkta, evrendeki tüm yıldızların birleşmiş enerjisinden daha fazla enerji açığa çıkarır” diyor. Fermi, soğuk savaş uyduları tarafından başlatılan gözetim çalışmasını daha bilimsel bir şekilde sürdürmek için 2008 yılında NASA tarafından fırlatıldı. Fermi ekibi, 17 ülkeden 400’den fazla bilim insanından oluşmaktadır ve birkaç saat içinde yeni bir gama ışını kaynağı tespit edebilir, kaynağın kökenini belirleyebilir ve diğer uzay ve yer teleskoplarını onu gözlemlemeye yönlendirebilir. Fermi’nin ana bilimsel enstrümanından sorumlu araştırmacılar, bilinmeyen kaynakların üçte birini anlama gibi yeni hedeflerini tartışmak için ilk kez İspanya’da bir araya geldiler.
Kısa süreli gama ışını patlamaları saniyenin kesirleri kadar sürer. Bu patlamalar, tek bir çay kaşığının milyarlarca ton ağırlığında olduğu kadar yoğun ve sıkışmış nötron yıldızlarının çarpışmasıyla gerçekleşir. En fazla birkaç dakika süren uzun patlamalar ise güneşten yaklaşık 30 kat daha büyük bir yıldızın yaşamının sonuna geldiğinde ve patladığında, bir süpernova oluşturur. Dış tabakalar patlar ve çekirdek kendi içine çöker. Yerçekimi kuvveti o kadar güçlüdür ki sonsuz yoğunlukta bir nokta oluşturur: bir kara delik. “Eğer kara delik aynı zamanda kendi etrafında dönüyorsa, ki neredeyse her zaman olur, bir galaksinin ürettiği kadar güçlü bir gama ışını patlaması üretir,” diyor Michelson. Hiçbir atom bombası benzer bir enerji miktarı üretmeye bile yaklaşamaz.
Fermi bilim ekibinin bir üyesi olan İrlandalı astrofizikçi Deirdre Horan şöyle açıklıyor: “Gama ışınları aynı zamanda en hızlı ve en dramatik şekilde dalgalanan radyasyon türlerinden biridir; bazı kaynaklar gökyüzünü bir diskoya dönüştürebilir.” “Doğanın böyle bir şey yaratabilmesi gerçekten ilginç,” diye ekliyor. Araştırmacı, dönüşümlü olarak ışıyan, periyodik flaşlar yayan nötron yıldızlarını, Big Bang tarafından üretilen radyasyon gibi diğer fenomenleri, 13.7 milyar yıl önce, çok yüksek hassasiyetle ölçmek için kronometre olarak kullanılabilirler.
Fermi her gün, haftanın her günü 24 saat çalışır. Yörüngesinden, Dünya’nın yüzeyinden 310 mil daha fazla mesafede, her üç saatte bir tüm gökyüzünü kapsayabilir. Fırlatılmasından bu yana, Samanyolu içinden ve dışından gelen 7.000’den fazla gama ışını kaynağını belirledi. Bulguları, Dünya’nın, zarif düzenliliği olan birçok nötron yıldızı pulsarı da dahil olmak üzere, kelimenin tam anlamıyla gama ışını kaynaklarıyla çevrili küçük bir nokta olduğunu göstermektedir. Bazı sinyaller, evren neredeyse bebekken, yani 12.5 milyar yıl önce yayılan gama ışığının gibi, baş döndürücü uzaklıklardan gelir. Evrenin hızlı genişlemesi nedeniyle, bu nesne artık 25 milyar ışık yılı uzaklıkta, yani ona ulaşmak için evrenin toplam yaşının neredeyse iki katı kadar bir süre boyunca ışık hızında seyahat etmeniz gerekir.
Yüklü atom parçacıkları sürekli olarak Fermi’nin ekipmanına bombardıman yapıyor. Teoride uzay teleskobunun sadece beş yıl dayanması için inşa edildiği halde, icatçıları ve yapımcıları, sürekli radyoaktif bombardıman nedeniyle verimliliğini kaybetmesine rağmen hala işlev gören büyük güneş panelleri sağlamak için önlem aldılar. En azından bir kez, teleskopun sonsuza dek devre dışı kalabilecek uzay enkazı parçalarından kaçınması gerekti. Madrid’deki Teorik Fizik Enstitüsü’nde Cuma’ya kadar toplanan bilimsel ekip, Fermi’nin en az bir on yıl daha dayanabileceğini tahmin ediyor. Bu, çalışmaya devam etmesi hayati önem taşır: onsuz, insanlık bu tür gama ışınlarında kör olurdu; gelecekte bir halef görünmüyor.
İspanyol astrofizikçi Miguel Ángel Sánchez Conde, Fermi-LAT işbirliğinin yeni bilimsel koordinatörü olacak. Teleskopu karanlık maddeyi belirlemek için kullanmak, Nobel Ödülü’nü almak için doğrudan Stockholm’e gitmemizi sağlayacak bir keşif olurdu,” diyor.
Karanlık madde evrenin %25’ini oluşturuyor, ancak hiç kimse onu gözlemleyemedi veya neyden oluştuğunu belirleyemedi. “Tanımlanamayan kaynakların birçoğu, gama ışınları yayarak yok olan küçük karanlık madde halkaları olabilir,” diyor Sánchez. Bu olasılık, karanlık maddenin açıklanması için bazı mevcut önerilere uyabilir, örneğin zayıf etkileşen masif parçacıklar (WIMPS).
Sánchez’e göre, ekiple karşı karşıya kalan “en büyük gizlerden biri” galaksimizin merkezinde. Bu yerde, Sagittarius A* adında güneşin dört milyon katı ağırlığında bir kara delik bulunuyor. “2010’dan beri, galaktik merkezden sürekli bir sinyal yakalıyoruz. Ancak merkezinde süper kütleli kara delikleri olan diğer galaksilerde benzer bir şey görmüyoruz. Sadece anlayamadığımız bir fazla gama ışını var. Kimse bunun neden olduğunu bilmiyor, ancak bu sorun üzerine neredeyse her gün yeni çalışmalar yayımlanıyor. Bu gizemle ilgili binlerce çalışma var,” diyor araştırmacı.
2010’da, Fermi, galaksimizin merkezinin hemen üstünde ve altında bulunan dev bir balon benzeri yapı keşfetti. İki lob o kadar devasa ki, onları baştan sona ışık hızında seyahat ederek geçmek için 50.000 yıl gerekebilir. On dört yıl sonra, bu Fermi balonları hala kozmik çevremizin en büyük gizemlerinden biri olarak kalmaktadır.
Sánchez’e göre, Fermi’den galaktik merkezden sürekli olarak yayılan gama ışını sinyali ve bunun da karanlık madde yok olmasından kaynaklanabileceği iddia ediliyor.
Horan’a göre, başka bir büyük an yaklaşık bir ay içinde gelecek, bu da ABD, Avrupa ve Japonya’da bulunan üç büyük yer çekimi dalgası dedektörü – LIGO, Virgo ve Kagra – çalışmaya başladığında olacak. “Yer çekimi dalgası tespit edildiğinde hemen bir uyarı gönderirler, ancak genellikle nereden geldiğini bilmezsiniz. Fermi’nin çok geniş bir görüş alanı vardır ve çok yardımcı olabilir. Eğer iki nötron yıldızı ise, bunları görebiliriz. Bu 2017’de oldu ve ‘Vay be, bir tane yakaladık!’ gibiydi. Muhtemelen şimdi çok daha fazlasını göreceğiz,” diyor.
Michelson’a göre, tüm olasılıklar açıktır. “Bence orada hayal etmediğimiz şeyler var; ve teorisyenlerin çok hayal gücü var.”
