Biz insanlar Evreni anlamak için doyumsuz bir açlığa sahibiz. Carl Sagan'ın dediği gibi “Anlamak Ecstasy'dir”. Ancak Evreni anlamak için onu gözlemlemek için daha iyi ve daha iyi yollara ihtiyacımız var. Ve bu bir anlama geliyor: büyük, devasa, muazzam teleskoplar.
Bu seride dünyanın yaklaşan Süper Teleskoplarına bakacağız:
- Dev Macellan Teleskopu
- Son Derece Büyük Teleskop
- 30 Metre Teleskop
- Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu
- Büyük Sinoptik Araştırma Teleskopu
- James Webb Uzay Teleskobu
- Geniş Alan Kızılötesi Anket Teleskopu
Hubble Uzay Teleskobu'nun Evren hakkındaki bilgi durumumuz üzerindeki etkisini unutmak kolaydır. Aslında, bu başarısının en iyi ölçümü olabilir: Hubble'ı ve ondan öğrendiklerimizi şimdi kabul ediyoruz. Ancak Hubble'dan çok daha güçlü olacak olan WFIRST dahil olmak üzere diğer uzay teleskopları geliştiriliyor. Bu teleskoplar Evren hakkındaki anlayışımızı ne kadar genişletecek?
“WFIRST, Hubble'ın yaptığı gibi gözlerimizi evrenin harikalarına açma potansiyeline sahip.” - John Grunsfeld, NASA Bilim Misyon Müdürlüğü
WFIRST, James Webb Uzay Teleskopu (JWST) sıklıkla böyle görünse de, Hubble'ın gerçek halefi olabilir. Ancak WFIRST'e teleskop bile demek yanlış olabilir; astrofizik gözlemevi olarak adlandırmak daha doğrudur. Çünkü birincil bilim hedeflerinden biri, Evrenin genişlemesini yönlendiren oldukça gizemli güç olan Karanlık Enerji ve bu genişlemeyi yavaşlatan tespit edilmesi zor olan Karanlık Madde'yi incelemektir.
WFIRST, Hubble ile aynı boyutta 2,4 metre aynaya sahip olacak. Ancak, aynanın gücünü artıracak bir kameraya sahip olacak. Geniş Alan Enstrümanı 288 megapiksel çok bantlı yakın kızılötesi kameradır. Çalışmaya başladıktan sonra, Hubble'ınki kadar keskin olan görüntüleri yakalar. Ancak büyük bir fark var: Geniş Alan Enstrümanı, Hubble'ın yaptığı gökyüzünün 100 katından fazlasını kapsayan görüntüler yakalayacaktır.
Geniş Alan Enstrümanının yanı sıra WFIRST, Koronagrafik Enstrümana sahip olacaktır. Koronagrafik Enstrüman, ötegezegenlerin çalışmasını ilerletecektir. Diğer yıldızlardan gelen ışığı engellemek için bir filtre ve maske sistemi kullanacak ve bu yıldızların etrafında dönen gezegenlere odaklanacaktır. Bu, yaşanabilirliği belirlemenin ana yollarından biri olan dış gezegenlerin atmosferinin çok ayrıntılı bir şekilde incelenmesini sağlayacaktır.
WFIRST, kesin bir tarihe sahip olmak için çok erken olmasına rağmen, 2025'te piyasaya sürülecek. Ancak fırlatıldığında, plan WFIRST'in Sun-Earth LaGrange Noktası 2'ye (L2) seyahat etmesidir. L2, WFIRST'in çalışmasını kesintisiz olarak yapabileceği yerçekimsel olarak dengeli bir noktadır. Görev yaklaşık 6 yıl sürecek.
"WFIRST, Hubble'ın yaptığı gibi, gözlerimizi evrenin harikalarına açma potansiyeline sahiptir." “Bu görev, kendi güneş sistemimizin ötesindeki gezegenleri keşfetme ve karakterize etme yeteneğini, karanlık enerji ve karanlık maddenin gizemlerini çözmek için evrene geniş ve derin bakmak için hassasiyet ve optik ile benzersiz bir şekilde birleştiriyor.”
Özetle, Karanlık Enerjinin ne olabileceğine dair iki teklif var. Birincisi, Karanlık Enerjinin kozmos boyunca eşit olduğu kozmolojik sabittir. İkincisi, Karanlık Enerjinin yoğunluğunun zaman ve mekanda değişebileceği skaler alanlar olarak bilinir.
1990'lardan bu yana gözlemler bize Evrenin genişlemesinin hızlandığını gösterdi. Bu ivme yaklaşık 5 milyar yıl önce başladı. Bu hızlandırılmış genişlemeden Karanlık Enerjinin sorumlu olduğunu düşünüyoruz. WFIRST, kozmosun bu kadar geniş ve ayrıntılı görüntülerini sağlayarak, gökbilimcilerin zaman içinde ve geniş alanlarda genişlemeyi haritalamasına izin verecektir. WFIRST ayrıca, galaksi kümeleri ve bunlara eşlik eden Kara Madde de dahil olmak üzere kozmik yapıların dağılımını ve büyümesini izlemek için milyonlarca gökadanın şeklini, konumunu ve mesafelerini tam olarak ölçecektir. Umut, bu, Karanlık Enerji söz konusu olduğunda bize bir sonraki anlayış seviyesini vereceğidir.
Bunların hepsi çok karmaşık geliyorsa, şuna şöyle bakın: Evrenin genişlediğini biliyoruz ve genişlemenin hızlandığını biliyoruz. Neden ve nasıl genişlediğini bilmek istiyoruz. Bu genişlemeyi yönlendiren güce 'Karanlık Enerji' adını verdik ve şimdi bunun hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyoruz.
Karanlık Enerji ve Evrenin genişlemesi büyük bir gizem ve kozmologları yönlendiren bir soru. (Evrenin nasıl biteceğini gerçekten bilmek istiyorlar!) Ama geri kalan birçoğumuz için başka bir soru daha da zorlayıcı: Evrende yalnız mıyız?
Buna hızlı bir cevap olmayacak, ancak bulduğumuz herhangi bir cevap dış gezegenleri incelemekle başlıyor ve bu WFIRST'ın da başarılı olacağı bir şey.
NASA'nın Washington'daki Astrofizik Bölümü direktörü Paul Hertz, “WFIRST, astronomi topluluğu tarafından en önemli öncelikler olarak tanımlanan bilim alanlarını ele almak için tasarlandı” dedi. “Geniş Alan Enstrümanı, teleskopa Hubble'ın derinliği ve kalitesiyle tek bir görüntü yakalama olanağı sunacak, ancak alanın 100 katını kaplayacak. Koronagraf, uzak gaz dünyalarının ve süper Dünyaların zayıf, ama doğrudan görüntülerini yakalayan devrimci bilim sağlayacak. ”
“Koronagraf, uzak gaz dünyalarının ve süper Dünyaların zayıf, ama doğrudan görüntülerini yakalayan devrimci bilim sağlayacak.” - Paul Hertz, NASA Astrofizik ABD
Dış gezegenleri incelemenin zorluğu, hepsinin yıldızların yörüngesinde olmasıdır. Yıldızlar o kadar parlak ki gezegenlerini herhangi bir ayrıntıda görmeyi imkansız hale getiriyorlar. Sanki kilometrelerce ötedeki bir deniz fenerine bakmak ve deniz fenerinin yakınında bir böcek üzerinde çalışmak gibi.
WFIRST'deki Koronagrafik Enstrüman, uzak yıldızların ışığını engellemede mükemmel olacak. Bunu bir ayna ve maske sistemi ile yapar. Dış gezegenleri incelemeyi mümkün kılan da budur. Sadece yıldızdan gelen ışık ele alındığında, dış gezegenlerin özellikleri incelenebilir.
Bu, bir dış gezegen atmosferinin kimyasal bileşiminin ayrıntılı ölçümlerine izin verecektir. Bunu binlerce gezegenden yaparak, farklı yıldız türlerinde gezegenlerin oluşumunu anlamaya başlayabiliriz. Bununla birlikte, Koronagrafik Enstrüman için bazı sınırlamalar vardır.
Koronagrafik Enstrüman, WFIRST'a geç kalmıştı. WFIRST üzerindeki diğer enstrümanların bazıları onunla çalışacak şekilde optimize edilmemiştir, bu nedenle çalışmasıyla ilgili bazı kısıtlamalar vardır. Sadece gaz devlerini ve sözde Süper Dünyalar'ı inceleyebilecek. Bu daha büyük gezegenler, büyüklükleri nedeniyle çalışmak için çok fazla incelik gerektirmez. Dünya benzeri dünyalar muhtemelen Koronagrafik Enstrümanın gücünün ötesinde olacaktır.
Bu sınırlamalar uzun vadede önemli değildir. Koronagraf aslında daha çok bir teknoloji gösterisidir ve dış gezegen çalışması için oyunun sonunu temsil etmemektedir. Bu araçtan öğrenilenler gelecekte bize yardımcı olacaktır. WFIRST için bir gün, belki de on yıllar sonra nihai bir halef olacak ve o zamana kadar Coronagraph teknolojisi çok ilerleyecek. Gelecek zamanda, Dünya benzeri dış gezegenlerin doğrudan anlık görüntüleri mümkün olabilir.
Ama belki bu kadar beklemek zorunda kalmayacağız.
WFIRST üzerindeki Coronagraph'ın etkinliğini artırmak için Dünya benzeri gezegenleri görüntülemesine izin verecek bir plan var. Buna EXO-S Yıldız Şalteri denir.
EXO-S Starshade, yıldız ışığının WFIRST işlevini bozmasını engelleyecek 34m çapında konuşlandırılabilir bir gölgeleme sistemidir. Aslında ayrı bir zanaat olacak, ayrı olarak fırlatılacak ve L2'de WFIRST ile buluşmaya gönderilecekti. Bağlanmayacaktı, ancak bir kamera ve kılavuz ışık sistemi aracılığıyla WFIRST ile yönelecekti. Aslında, Yıldız Gölgesinin gücünün bir kısmı, WFIRST'tan yaklaşık 40.000 ila 50.000 km uzakta olacağıdır.
Karanlık Enerji ve Dış Gezegenler WFIRST için önceliklerdir, ancak her zaman daha iyi teleskoplar bekleyen başka keşifler de vardır. WFIRST'den öğreneceğimiz her şeyi tahmin etmek mümkün değil. Hubble’ın ayrıntılarıyla, ancak 100 kat daha büyük görsellerle, bazı sürprizler içindeyiz.
“Bu görev, orada en ilginç nesneleri bulmak için evreni araştıracak.” - Neil Gehrels, WFIRST Proje Bilimcisi
NASA'nın Maryland'daki Greenbelt'teki Goddard Uzay Uçuş Merkezi'ndeki WFIRST proje bilimcisi Neil Gehrels, “Karanlık enerji ve dış gezegenler için heyecan verici özelliklerine ek olarak, WFIRST, tüm gökbilimciler için enfes bir veri hazinesi sunacaktır” dedi. “Bu görev, orada en ilginç nesneleri bulmak için evreni araştıracak.”
Önümüzdeki birkaç yıl içinde tüm Süper Teleskoplar devreye girdiğinde, bazı şaşırtıcı keşifler bekleyebiliriz. 10 ila 20 yıl içinde, bilgimiz önemli ölçüde ilerleyecektir. Karanlık Madde ve Karanlık Enerji hakkında ne öğreneceğiz? Dış gezegen nüfusu hakkında ne bileceğiz?
Şu anda bu şeyleri daha iyi anlamaya çalışıyoruz gibi görünüyor, ancak WFIRST ve diğer Süper Teleskoplar ile daha amaçlı bir çalışma için hazırız.
