Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Yeni tanımlanan düzinelerce kütleçekimsel mercek, eski galaksileri de ortaya çıkarabilir.

Bu yılın başlarında, bir makine öğrenimi algoritması, Büyük Patlama'dan bu yana galaksilerin evrimini haritalama yeteneğimizi değiştirebilecek 5.000'e kadar olası yerçekimi merceğini tespit etti.

ASTRO 3D'den Kim-Vy Tran, New South Wales Üniversitesi (UNSW) ve meslektaşları Hawaii'deki Keck Gözlemevi'ni ve Şili'deki Çok Büyük Teleskopu kullanarak 77 lensi değerlendirdi. Uluslararası ekip, 77'nin 68'inin muazzam kozmik mesafeleri kapsayan güçlü yerçekimi mercekleri olduğunu doğruladı.

Bu %88 başarı oranı, algoritmanın güvenilir olduğunu ve binlerce yeni yerçekimi merceğine sahip olabileceğimizi gösteriyor. Yerçekimi lenslerini keşfetmek zordu ve düzenli olarak sadece yüz tanesi kullanılıyor. 

Kim-Vy Tran'ın yakın zamanda Astronomical Journal'da yayınlanan çalışması, daha önce ASTRO 3D ve Swinburne Üniversitesi'nde veri bilimcisi Dr. Colin Jacobs tarafından geliştirilen Evrişimsel Sinir Ağları kullanılarak bulunan güçlü yerçekimi merceklerinin spektroskopik kanıtını sağlıyor.

Çalışma, Lensli ASTRO 3D Galaxy Evolution (AGEL) araştırmasının bir parçasıdır.

ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3-Dimensions (ASTRO3D) ve ilgili yazar Dr. Tran, "Spektroskopimiz, yerçekimi lenslerinin gerçek olduklarını ve yalnızca tesadüfi bir süperpozisyon olmadığını göstermek için 3 boyutlu bir resmini haritalandırmamıza izin verdi. AGEL ile hedefimiz, yıl boyunca hem Kuzey hem de Güney yarım kürelerden gözlemlenebilen yaklaşık 100 güçlü yerçekimi merceğini spektroskopik olarak doğrulamaktır” dedi.

Dr. Tran, “Bununla, birkaç avuç dolusu lense kıyasla binlerce lensi tanımlayabildik” dedi.

Kütleçekimsel merceklenme ilk olarak Einstein tarafından ışığın uzayda büyük nesnelerin etrafında büküldüğünü öngören bir fenomen olarak tanımlandı. Bunu yaparken, başka türlü göremeyeceğimiz galaksilerin görüntülerini büyük ölçüde büyütür. Gökbilimciler tarafından uzun süredir uzak gökadaları gözlemlemek için kullanılıyor olsada, ilk etapta bu kozmik büyüteçleri bulmak tam isabet oldu.

Dr. Tran, "Bu lensler çok küçüktür, bu yüzden bulanık görüntüleriniz varsa, onları gerçekten tespit edemezsiniz. Bu mercekler milyonlarca ışık yılı uzaktaki nesneleri daha net görmemizi sağlarken, Evrenin çoğunu oluşturan görünmez karanlık maddeyi de “görmemize” izin vermelidir. Kütlenin çoğunun karanlık olduğunu biliyoruz. Kütlenin ışığı büktüğünü biliyoruz ve bu yüzden ne kadar ışığın büküldüğünü ölçebilirsek, orada ne kadar kütle olması gerektiğini çıkarabiliriz." şeklinde aktardı.

Çeşitli mesafelerde çok daha fazla kütleçekimsel merceğe sahip olmak, bize neredeyse Büyük Patlama'ya kadar giden zaman çizelgesinin daha eksiksiz bir görüntüsünü de verecektir.

Dr. Tran; "Ne kadar çok büyüteç varsa, bu daha uzaktaki nesneleri inceleme şansınız o kadar artar. Umarım çok genç galaksilerin demografisini daha iyi ölçebiliriz. Sonra, bu gerçekten erken ilk galaksiler ve bizler arasında bir yerde, bozulmamış gazı güneşe, Samanyolu’na, ilk yıldızlara dönüştüren küçük yıldız oluşum bölgeleriyle, meydana gelen bir sürü evrim var. Ve böylece farklı mesafelerdeki bu lenslerle, ilk galaksiler ile şimdi arasında, şeylerin zaman içinde nasıl değiştiğini esasen izlemek için kozmik zaman çizelgesindeki farklı noktalara bakabiliriz." Dedi. 

Melbourne Üniversitesi'nden Profesör Stuart Wyithe ve 3 Boyutta (Astro 3D) Tüm Gökyüzü Astrofiziği için ARC Mükemmeliyet Merkezi Direktörü, her yerçekimi merceğinin benzersiz olduğunu ve bize yeni bir şey söylediğini söylüyor. Ayrıca Profesör Wyithe, "Güzel nesneler olmanın yanı sıra, kütleçekimsel mercekler, diğer tekniklerle gözlemlenemeyen çok uzak galaksilerde kütlenin nasıl dağıldığını incelemek için bir pencere sağlar. Ekip, birçok yeni yerçekimi merceğini aramak için gökyüzünün bu yeni büyük veri kümelerini kullanmanın yollarını tanıtarak, galaksilerin kütlelerini nasıl aldıklarını görme fırsatı sunuyor” diye ekledi.

Swinburne Üniversitesi'nden Profesör Karl Glazebrook ve makaledeki Dr. Tran'ın Yardımcı Bilimler Lideri, daha önce yapılan çalışmaları takdirle karşıladı.

 Dr. Tran, "Bu algoritmaya Swinburne'de Dr. Colin Jacobs öncülük etti. Örneği 5.000'e indirmek için on milyonlarca galaksi görüntüsünü eledi. Başarı oranının bu kadar yüksek olacağını hiç hayal etmemiştik. Şimdi Hubble Uzay Teleskobu ile bu lenslerin görüntülerini alıyoruz, ağızları açık bırakacak kadar güzelden, anlamak için büyük çaba harcayacak son derece garip görüntülere kadar değişiyorlar.”dedi. 

Makalede bir başka ortak bilim lideri olan UC Davis'ten Doçent Doktor Tucker Jones, yeni örneği;“Galaksilerin Evrenin tarihi boyunca nasıl oluştuğunu öğrenmede ileriye doğru dev bir adım. Normalde bu ilk gökadalar küçük bulanık lekeler gibi görünürler, ancak mercek büyütme, yapılarını çok daha iyi çözünürlükle görmemizi sağlar. Bize erken evrenin mümkün olan en iyi görüntüsünü vermek için en güçlü teleskoplarımız için ideal hedefler. Mercekleme etkisi sayesinde, bu ilkel galaksilerin neye benzediğini, neyden yapıldığını ve çevreleriyle nasıl etkileşime girdiklerini öğrenebiliriz." şeklinde açıkladı.

Makale:iopscience.iop.org