Elektromanyetik dalgalara ek olarak, evreni gözlemlemek için başka hangi duyuları kullanabiliriz?
3,7 milyar ışık yılı uzaklıkta, dünya emekleme dönemindeyken Blazz Yoğun bir faaliyet dönemindedir. Blazar'ın merkezinde, ışığa yakın bir hızla dünyaya doğru uçan, fotonlar ve nötrinolar içeren bir parçacık akışını fırlatan süper kütleli bir kara delik var. Uzun bir yayılmanın ardından bunlar Yüksek enerjili nötrino Sonunda Dünya'ya ulaştı ve Eylül 2017'de Antarktika'daki IceCube Gözlemevi tarafından ele geçirildi. Bu, bilim adamlarının yüksek enerjili nötrinoların kaynağını ilk kez bulmalarına ve bir asırdır gökbilimcileri şaşırtan bir gizemi çözmelerine izin verdi. 12 Temmuz 2018'de bilim adamları keşfi açıkladılar.
Blazar devasa bir eliptik gökadadır ve gökadanın merkezinde hızla dönen süper kütleli bir kara delik bulunur. Bu sanatsal vizyon, IceCube Neutrino Gözlemevi ve diğer yer ve uzay teleskopları tarafından tespit edilen bir blazar yayan nötrinoları ve gama ışınlarını tasvir ediyor. | Görüntü kaynağı: IceCube / NASA
IceCube gözlemevinin (IceCube) yüksek enerjili nötrinoları tespit etmesinden sadece bir ay önce, Amerika Birleşik Devletleri ve İtalya'daki yerçekimi dalgası gözlemevleri LIGO ve Başak, Einstein'ın 100 yıl önce tahmin ettiği varlığını tespit etti. Yerçekimi dalgaları . 2015 yılında tespit edilen çift kara deliklerin birleşmesi ile yayılan yerçekimi dalgaları ile karşılaştırıldığında, bu kez yerçekimi dalgaları sadece bir şehir büyüklüğünde ancak güneşten daha büyük bir kütleye sahip iki yerçekimi dalgasından oluşuyor. Nötron Yıldızı Birleştir ve yay. Daha şaşırtıcı olan şey ise İkiz nötron yıldızı birleşmesi yalnızca kütleçekim dalgalarını yaymakla kalmaz, aynı zamanda elektromanyetik sinyalleri de serbest bırakır. !
16 Ekim 2017'de LIGO, birleştirilmiş ikili nötron yıldızının yaydığı yerçekimi dalgalarını duyurdu. Duyuru günü ilgili 84 bilimsel makale yayınlandı.
Astronomideki bu iki büyük keşif astronomide yeni bir sayfa açtı Çok haberci astronomi Zamanların gelişi.
Çoklu haberci astronomi nedir?
Günlük hayatta, çevremizdeki dünyayı farklı sinyallere göre yorumlarız. Sonik ile Işık (Bir elektromanyetik dalga). Her tip sinyal farklı bir "haberci" tarafından taşınabilir. Yeni haberciler yeni anlayışlar getirebilir. Bu nedenle, bilim adamları farklı yeni habercileri hevesle kucaklamak istiyorlar.
Geçmişte gökbilimciler, evreni gözlemlemek için elektromanyetik radyasyonla iletilen tek bir haberci sinyaline güveniyorlardı. 380-780 nanometre dalga boyunda insan gözünün alabileceği elektromanyetik radyasyona, Görülebilir ışık . Daha uzun dalga boyları var ama daha düşük enerji kızılötesi , mikrodalga ile Radyo dalgası ; Daha kısa dalga boyu ancak daha yüksek enerji Ultraviyole ışınlar , Röntgen ile Gama ışınları . Evreni farklı dalga boyları perspektifinden gözlemlediğimizde, gözlemlenen fenomenler de farklıdır ve bu da daha kapsamlı bilgi elde etmemize yardımcı olur.
Farklı dalga bantları aracılığıyla, Samanyolu'nda meydana gelen farklı olayları görebiliriz. | Resim kaynağı: NASA
Elektromanyetik dalgalara ek olarak, bilim adamları ayrıca diğer habercileri de inceler:
Kozmik ışınlar : Işık hızına yakın hızda hareket eden yüklü yüksek enerjili parçacıklar;
Nötrino : Yüklenmemiş parçacıklar hemen hemen her nesneye nüfuz edebilir;
Yerçekimi dalgaları : Uzay ve zaman yapısındaki dalgacıklar.
"Tüm duyulara" sahip olun
Geçmişte, bu uzak olayları incelemek için bu habercilerden sadece birini kullanabiliyorduk.Geçen yıla kadar, gökbilimciler aynı anda birden fazla haberciyle Samanyolu dışındaki olayları gözlemleyebiliyorlardı. Sadece birkaç ay içinde, gökbilimcilerin bir araya getirebilecekleri farklı habercilerden gelen kaynakların sayısı ikiye katlandı.
Çok haberci astronomi, astronominin doğal değişimlerinin ve ilerlemesinin bir sonucudur. Bilim insanlarının, evrenin nasıl çalıştığını daha eksiksiz bir şekilde anlamak için farklı verilere ihtiyaçları vardır, böylece geliştirdikleri teorilerin gözlemlerle tutarlı olup olmadığını daha iyi test edebilirler.
Geçmişte gökbilimciler, ancak farklı dalga boylarındaki fotonları birleştirerek evrenin gizemlerini ortaya çıkarabiliyorlardı. Örneğin, 1951'de, radyo ve optik bant verilerinin kombinasyonu, Samanyolu'nun bir sarmal gökada olup olmadığını belirlemede hayati bir rol oynadı.
Haberci olarak sadece fotonlara sahip olduğumuz geçmişte bile, astronomi bize evrenin büyük sırlarını açıklamaya devam etti. bu nedenle Çok haberci astronomi, astronomi tarihinde dikkate değer sonuçlar elde etmiş ileri bir aşamaysa, bu onun sadece yeni ve popüler bir kelime olduğu anlamına mı gelir? ?
Gökbilimciler buna inanıyor Kesinlikle böyle değil .
Sahil boyunca yürüdüğünüzü, inanılmaz gün batımının tadını çıkardığınızı, dalgaları dinlediğinizi, ayaklarınızın altındaki yumuşak kumu hissettiğinizi ve havadaki tuzlu tadı kokladığınızı hayal edin. Size daha eksiksiz bir deniz kenarı deneyimi sunan bu entegre duyulardır.
Ve çoklu haberci astronomisi, görmeyi, duymayı, dokunmayı ve koklamayı birleştirmemize izin vererek evreni daha eksiksiz bir bakış açısıyla keşfetmemizi sağlar.
Disiplinlerin entegrasyonu
Gökbilimcilerin ve parçacık fizikçilerinin kültürü, farklı bilimsel yöntemleri temsil eder. Çok habercili astronomide bu kültürler birbiriyle çarpışır.
Astronomi bir gözlem alanıdır, bir deney değil. Ne çalışıyoruz Zamanla değiş (Zaman Alanı Astronomisi) Gök cismi Bu, genellikle kısa bir astronomik olayı yalnızca bir kez gözlemleme fırsatımız olduğu anlamına gelir.
Yakın zamana kadar, çoğu zaman etki alanı gökbilimcisi gruplar halinde çalıştı ve aynı anda birçok projede çalıştı. En son sonuçları hızlı bir şekilde iletmek için "Astronomik Aletler" veya "Gama Işını İşbirliği Ağı" gibi kaynakları kullanacaklar ve hatta bilimsel makale resmi olarak sunulmadan önce sonuçları herkesin bildiği yerlerde görünecekler.
Çoklu haberci sinyallerinin beklenen kaynaklarının çoğu, fotonlara ek olarak kısa ömürlü astronomik olaylardan geldiği için, farklı habercilerin sinyallerini yakalamak da büyük çaba gerektiren bir iştir.
Alanlarındaki en zor problemleri çözmek için, parçacık fizikçileri her zaman büyük ölçekli uluslararası işbirliği geleneğine sahip olmuşlardır - Büyük Zorunlu Çarpıştırıcı (LHC), IceCube Nötrino Gözlemevi (IceCube) ve Lazer İnterferometrik Yerçekimi Dalga Gözlemevi (LIGO) çok başarılı örnekler. Ortak hedeflere ulaşmak için yüzlerce araştırmacı görevlerini yerine getirir ve kesinlikle açık bir iletişim modelini izler.
Çoklu haberci kaynaklarındaki hızlı değişikliklere yanıt verme konusundaki yüksek talep ve çoklu haberci sinyallerini yakalamak için gereken muazzam çaba, parçacık fiziğinin ve astronominin iki kültürün özünü canlandırmak için birbiriyle birleşmesi gerektiği anlamına geliyor.
22 Eylül 2017'de IceCube, Uluslararası Astronomi Birliği'ne yüksek enerjili nötrinoların tespiti için erken uyarı bildirdi ve takip gözlemleri yeryüzünde ve uzayda yaklaşık 20 gözlemevinde gerçekleştirildi. Makalenin başında bahsedilen iki büyük keşif, küresel işbirliğinin inanılmaz başarılarıdır. | Resim kaynağı: Nicolle R. Fuller / NSF / IceCube
Gelecek beklenebilir
Çok haberci astronomi, astronomlar ve parçacık fizikçilerinin onlarca yıllık çalışmalarının bir evrimidir ve bunların kombinasyonunun sonucu heyecan vericidir. Örneğin, Gemini birleşmesini tespit ettikten sonraki 100 saniye içinde, bilim adamları birçok şaşırtıcı sonuç ve keşif elde etti:
- Periyodik tablodaki elementlerin kökenine dair anlayışımız neredeyse bir gecede değişti.Çarpışma sürecinde yeryüzünde (ve tüm evrende) büyük miktarda altın ve platin üretildi;
- Yerçekimi dalgaları ve elektromanyetik radyasyonun gelişi neredeyse aynı anda meydana geldi ve olayın mesafesini daha iyi ölçmemizi sağladı;
- Evrenin genişleme oranını ölçmek için başka bir yöntem sağlar;
- Yerçekimi dalgalarının yayılma hızının ışık hızıyla tutarlı olduğunu doğruladı;
- Kısa gama ışını patlamasının kaynağının gizemi en azından kısmen çözüldü;
- İkili nötron yıldızı birleşmesinin son kütlesi, güneşin kütlesinin 2,7 katıdır ve giderek daha fazla kanıt, ikili nötron yıldızının sonunda düşük kütleli bir kara deliğe dönüştüğünü göstermektedir.
Öğelerin kaynağı bir gecede yeniden yazılmıştır. Ayrıntılar için bkz: "Öğeler nasıl oluşturulur? | Kaynak: Jennifer Johnson / SDSS
Benzer şekilde, nötrino olaylarının tespiti de çok şey öğrenmemizi sağlar:
- Blazerların en az bir kozmik ışın kaynağı olduğu kanıtlanmıştır;
- Nötrinoları hızlandırmak için bozulmuş piyonlar gereklidir ve pionlar hızlandırılmış protonlar tarafından üretilir;
- Bu, kara deliklerin protonları hızlandırması için ilk kesin kanıtı sağlar;
- Bu aynı zamanda blazar TXS 0506 + 056'nın evrendeki en parlak ışık kaynaklarından biri olduğunu kanıtlıyor;
- Son olarak, nötrinolara eşlik eden kozmik ışınlar aracılığıyla, kozmik nötrinoların ve kozmik ışınların en azından bazen ortak bir kökene sahip olduğundan emin olabiliriz.
Çok haberci astronomi, bizim için evrendeki en aşırı durumlardan bazılarını ortaya çıkarır. Çoklu haberci astronomisinin bize daha şaşırtıcı keşifler getirmesini beklemek için her türlü nedenimiz var.
Derleme: Zwicky
Referans bağlantısı:
https://theconversation.com/new-era-of-astronomy-uncovers-clues-about-the-cosmos-100155
https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20180817
https://icecube.wisc.edu/news/view/586
