Gizli asteroitleri tespit etmek
insanı Johann Ritter benzer bir deneyi yaptı ve bu sefer zıt yönde de bir ışınım olduğunu fark etti: Morötesi ışık.
Gezegenimizin atmosferi bu gizli ışınımların bazılarını görmemizi istemiyor. Su molekülleri kızılötesi ışığı soğuruyor; ozon tabakası ise zararlı morötesi ışınları engelliyor. İşin açığı, radyo, mikrodalga ve kızılötesi astronomi haricindeki dallar atmosferin ötesinde, uzaydaki teleskoplara ihtiyaç duyuyor. Evren hakkındaki bilgilerimizin uzay çağı ile birlikte katlanmasının temel sebeplerinden biri de bu çünkü o dönemde Dünya yörüngesine teleskop fırlatarak göremediğimiz diğer ışıkları gözlemlemeye başladık.
Galaksimiz Samanyolu başka dalga boylarında gözlendiğinde adeta bambaşka bir yer gibi. Galaksiler çok fazla miktarlarda hidrojen gazı içeriyor. Atomik hidrojen 21 santimetre dalga boyunda ışınım yapıyor ve radyo astronomlar galaksimizdeki atomik hidrojenin bir haritasını çıkararak galaksimizin şeklini, boyutunu ve dönme hızını öğrenebiliyorlar.
Tabii ki bir galaksi içerisinde radyo ışınları yayan çok fazla şey var. Jocelyn Bell’in 1967 yılında keşfettiği pulsarlar bunlardan bazıları. Bell, bu cisimlerden gelen 'bip-bip-bip' şeklindeki radyo sinyallerini keşfetmişti. Bu ölü yıldızlar süpernova patlamalarının bir sonucu. Kutuplarından radyo ışınları yayıyorlar ve kendi eksenleri etrafında döndükçe bu ışınlar bir deniz feneri gibi tekrar eden bir şekilde Dünya’ya ulaşıyor.
Süpernova patlamalarından geriye, patlamanın etkisi ile yayılan gaz bulutları kalıyor. Gökyüzündeki en parlak radyo cisimler bu süpernova kalıntıları ve M1 olarak da bilinen Boğa Takımyıldızı’ndaki Yengeç Bulutsusu bunların arasında en meşhur olanı. M1, 1054 yılında patlayan devasa bir yıldızın kalıntısı. M1 benzeri süpernovalar, merkezdeki pulsarın saldığı güçlü morötesi ışın demetleri çevredeki gazı uyarınca radyo dalgaları yayıyor. Ancak M1’de radyo dalgalarından daha fazlası var. Elektromanyetik tayftaki konumumuzu değiştirip bu sefer kızılötesi ışığa bakalım. Bu durumda daha düşük enerjili soğuk cisimleri görüyoruz. Bu kalıntıya kızılötesi ışıkla baktığımızda süpernova esnasında üretilmiş tozu görebiliyoruz. İbremizi görsel ışığa doğru çevirdiğimizde ise binlerce derece sıcaklıkta parlayan sıcak gazı görebiliyoruz. Görsel bölgenin ötesine,
“Evren hakkındaki bilgilerimiz uzay çağı ile birlikte katlandı”
morötesi ve X-ışın tayfına geçtiğimizde daha yüksek enerjiyle parlayan bulutsuları görüyoruz. Bu bize, güçlü bir manyetik alan olduğu bilgisini veriyor. Elektronlar, manyetik alan içerisinde çılgınca dönmelerini sağlayan elektrik yüküne sahip. Bu esnada sinkrotron ışınımı adını verdiğimiz, belirli enerjide fotonlar yayıyorlar. X-ışın ve morötesi bölgede Yengeç Bulutsusu’na baktığımızda gördüğümüz şeyler bunlar. Astronomlar evrende nerede sinkrotron ışınımı görürlerse orada manyetik alan olduğunu biliyorlar.
Süpernova geçiren büyük kütleli yıldızlar çok parlaklaşıyorlar ve bu esnada 20.000 santigrat derecelere varan sıcaklıklara erişiyorlar. Bu sıcaklıktaki şeyler görsel bölgede ve morötesi bölgede ışıma yapıyor. NASA’nın Galaksi Evrimi Kâşifi (GALEX) morötesi ışığa bakarak sadece galaksimizdeki değil, diğer galaksilerdeki dev yıldız oluşumlarını arıyor. Diğer taraftan, soğuk yıldızlar kızılötesi bölgede ışıma yapıyor yani NASA’nın
Geniş Alan Kızılöte Tarama Kâşifi (WISE) ve Spitzer Uzay Teleskobu bu cisimleri gözlemleyebiliyor. Bu soğuk yıldızlar arasında kırmızı cüceler ve Jüpiter kadar soğuk olan kahverengi cüceler de var. WISE sadece birkaç ışıkyılı ötede, görsel bölgede görülemeyecek kadar karanlık olan ancak kızılötesi bölgede parlayan kahverengi cüceler buldu ve bu cisimler neredeyse oda sıcaklığında parlıyor.
Güneş ışınımının büyük çoğunluğunu görsel bölgede yapıyor olsa da diğer dalga boylarında da ışınım yapıyor.
Güneş’i gözlemlemeleri için özel olarak tasarlanan Güneş Dinamiği Gözlemevi gibi uzay teleskopları, yıldızımızı farklı dalga boylarında inceleyebiliyorlar. Güneş yüzeyindeki sıcak ve aktif bölgeler morötesi ışınımlar üretiyorken, çok güçlü Güneş püskürmelerinde X-ışınları ve gama ışınları yayınlanıyor. Güneş daha uzun olan radyo
dalga boylarında da ışınım yapıyor. Hatta, radyo dalgaları ile incelenen ilk gök cismi Güneş.
Şimdiye kadar çok yüksek enerjili olmayan radyo dalgalarından bahsettik ancak en yüksek enerjiye sahip gama ışınları nereden geliyor? Bu ışınımlar evrendeki en ekstrem cisimlerden geliyor. Gama ışını astronomisi, Soğuk Savaş döneminde nükleer patlama testlerini belirlemeye çalışan askeri uydular aracılığı ile başladı. Uydular gama ışınları tespit ettiler ancak bunlar Dünya’dan değil uzaydan geliyordu. Keşfedilmelerini takip eden çeyrek yüzyıl boyunca kimse bu ışımaların neden kaynaklandığını ve nereden geldiklerini bilmiyordu. Astronomlar, bu ışımalar çok uzaktan geliyorsa Büyük Patlama’dan sonraki en yüksek enerjili olaylar olması gerektiği yargısına vardı.
1997 yılında bu ışımaların gizemi, bilim insanları gözlemlenebilir evreni incelerken ortaya çıktı. Avrupa’nın BeppoSAX uydusu bir gama ışın patlamasından gelen sinyalleri tespit etti ve bunun üzerine Dünya’daki astronomlara bir alarm yollandı. Kanarya Adaları’ndaki William Herschell Teleskobu gama ışınını, uzak bir galaksideki süpernovanın görsel artık ışığı ile ilişkilendirdi. Bu patlama, 6 milyar ışıkyılı öteden kaynaklanıyordu. Gama ışınları, patlayan yıldızın oluşturduğu yüksek enerjili parçacıklardan oluşan manyetik jetlerde oluşuyor. O dönemden bu yana 13 milyar ışıkyılı mesafeden dahi gama ışını patlamaları gözlemleyebildik. Bu olay, evrendeki en şiddetli patlama ve bunları kazara bulduk.
Gama ışınları sadece patlayan yıldızlardan gelmiyor. Samanyolu da yüksek enerjili ışınlar yayıyor. Gama ışınlarını gözlemlemek için tasarlanan Fermi Uzay Teleskobu galaksimizin merkezinden gelen gama ışınları tespit ettiğinde herkes şaşırmıştı.
Galaksiler elektromanyetik tayftaki her dalga boyunda ışınım yapıyor. Galaksi kollarındaki toz kızılötesinde, yıldız oluşum bölgeleri morötesinde ve hidrojen gazı radyo dalgalarında parlıyor. Galaksi merkezlerindeki süper kütleli karadelikler ışınım yaymasa da bu dev canavarları çevreleyen yığılma diskleri her dalga boyunda ışınım yapıyor. Messier 87 eliptik
galaksisinin merkezindeki süper kütleli karadelik çok şiddetli radyo dalgaları yayınlıyor. Bu karadelik, görsel bölgede ve diğer dalga boylarında gözlenebilen parçacık jetleri yayıyor. Samanyolu’nun karadeliği ise çok daha sakin. Sagitarrius A* olarak adlandırılan bu süper kütleli karadelik zaman zaman madde yuttuğunda X-ışınları yayıyor. Astronomlar Fermi ile iki dev parçacık jeti keşfetti. Bu jetler galaksi merkezinden dışarı doğru zıt yönde uzanıyorlar. Bu jetler gama ışınları yayan kabarcıklar oluşturuyor. Her bir Fermi Kabarcığı 25.000 ışıkyılı uzunluğunda ve galaksi merkezinde milyonlarca yıl önce gerçekleşen bir olaydan kaynaklanıyorlar. Bu durum, karadeliğin fazla miktarda gaz yutması ile ortaya çıkmış olmalı. Diğer bir olasılık ise kısa sürede gerçekleşmiş yoğun yıldız oluşumu aktivitesi olabilir. Bu kabarcıklar aşırı derecede aktif ancak bunları görsel bölgede göremiyoruz.
Evrendeki gizli kalmış ve önemli olan şey ise Büyük Patlama. 13,8 milyar yıl önce gerçekleşmiş olan Büyük Patlama anını göremesek de evren günümüzde halen Büyük Patlama’nın enerjisi ile dolu. Günümüzde bu artık enerji -270 santigrat derece sıcaklığa sahip ve mikrodalga bölgede gözlenebiliyor. Uzay teleskopları Kozmik mikrodalga arka alan ışınımını (CMB) haritalandırarak astronomların galaksilerin nasıl geliştiği gibi bazı detayları öğrenmesini sağladı. İlginç bir şekilde, CMB’yi tespit etmek için bir teleskoba ihtiyaç yok. Televizyon veya radyo yayınlarındaki statik gürültünün bir miktarı bu mikrodalga ışınlarından geliyor.
Soğuk evren radyo, mikrodalga ve kızılötesi gibi uzun dalga boylarında ışık yayıyor. Kızılötesi zaman zaman termal ışınım olarak ele alınıyor. Çünkü etrafımızdaki vücudumuz gibi sıcak cisimler kızılötesinde çok parlak ışık yayıyor. Diğer taraftan ise evrendeki en yükse enerjili şeyler morötesi, X-ışını ve gama ışınları yayıyor. Astronomlar evrenin her köşesini gözlemlemiş gibi görünse de halen görünmeyen birçok şey var. Gizli evrende hiçbir şey imkânsız değil.
“Fermi, galaksi merkezinden dışarı doğru zıt yönde uzanan iki dev parçacık jeti keşfetti”