La Palma'da bir Perseid göktaşı, gama ışını teleskobunun aynasında

15 Ağustos gecesi İspanya'nın Kanarya Adaları'ndaki La Palma'da, Roque de los Muchachos Gözlemevi'nin üzerinde parlak ve renkli bir Perseid göktaşı gökyüzünü çizdi. Fotoğrafçı Jeff Dai'nin yakaladığı ve 26 Eylül'de NASA'nın Günün Astronomi Fotoğrafı olarak seçilen karede göktaşının izi, karanlık toz bulutları ve ışıl ışıl yıldızlarıyla Samanyolu'nun merkezi bölgesinin hemen yanında görünüyor. Kareyi benzersiz kılan ise ön plandaki dev teleskop: Büyük Boy Teleskop LST-1'in ayna parçalarından bazıları, göktaşının atmosferdeki parlamasını da yansıtmış.

Perseidler: Swift-Tuttle'ın tozu

Perseid göktaşı yağmuru, her yaz temmuz ortasından ağustos sonuna kadar etkin olan ve en zengin yağmurlardan biri sayılan bir gök olayı. Kaynağı, Güneş çevresindeki turunu yaklaşık 133 yılda tamamlayan 109P/Swift-Tuttle kuyruklu yıldızı. Çekirdeği yaklaşık 26 kilometre genişliğindeki bu kuyruklu yıldız, Dünya'nın yakınından tekrar tekrar geçen bilinen en büyük cisim. En son 1992'de iç Güneş Sistemi'ne uğradı.

Dünya her ağustosta bu kuyruklu yıldızın yörüngesi boyunca bıraktığı toz ve buz parçacıklarının arasından geçiyor. Saniyede yaklaşık 59 kilometre hızla atmosfere giren bu parçacıklar sürtünmeyle ısınıp ışık saçarak "kayan yıldız" izleri bırakıyor. Göktaşlarının izleri gökyüzünde Kahraman (Perseus) takımyıldızındaki bir noktadan yayılıyor gibi göründüğü için yağmur bu adı alıyor. En yoğun dönem genellikle 12-13 Ağustos gecesine denk geliyor; karanlık bir gökyüzünde saatte onlarca göktaşı görülebiliyor.

LST-1: Gama ışınlarını yakalayan dev

Ön plandaki LST-1, Cherenkov Teleskop Dizisi Gözlemevi'nin (CTAO) kuzey yarımküredeki alanında kurulan ilk teleskop. 10 Ekim 2018'de açılan teleskop, 23 metre çapında bir çanağa ve yaklaşık 400 metrekarelik ayna yüzeyine sahip. Bu yüzey 198 altıgen ayna parçasından oluşuyor. Odak noktasında ise tek tek fotonları yüksek verimle algılayabilen 1.855 ışık algılayıcıdan oluşan pikselli bir kamera bulunuyor. Yaklaşık 45 metre yüksekliğinde ve 100 ton civarında ağırlığındaki teleskop, kısa süreli gama ışını olaylarını yakalayabilmek için gökyüzünün başka bir noktasına 20 saniye içinde dönebiliyor.

Teleskobun görevi, gökyüzünün en enerjik ışığı olan gama ışınlarını dolaylı yoldan saptamak. Uzaktaki etkin gökadalar ya da gama ışını patlamaları gibi kaynaklardan gelen yüksek enerjili bir gama ışını atmosfere çarptığında, bir parçacık sağanağı oluşturuyor. Bu parçacıklar havada ışıktan hızlı ilerlediği için Cherenkov ışığı denen, saniyenin yaklaşık milyarda biri kadar süren soluk mavi bir ışık çakması yaratıyor. LST'nin dev aynası bu çakmayı topluyor, hızlı kamerası da kaydediyor. LST'ler bu yöntemle yaklaşık 20 gigaelektronvolta kadar inen enerjilerdeki gama ışınlarını yakalayabiliyor.

LST-1, ilk ışığını Aralık 2018'de aldı ve Kasım 2019'da ilk denemesinde Yengeç Bulutsusu'ndan gelen gama ışınlarını saptadı. Ardından Yengeç Bulutsusu'nun merkezindeki nötron yıldızı Yengeç Atarcası'ndan gelen çok yüksek enerjili gama ışınımını da tespit etti.

Dizinin geri kalanı

LST-1, La Palma'daki kuzey dizisinde yer alacak dört Büyük Boy Teleskop'un ilki. Diğer üçü, yani LST-2, LST-3 ve LST-4 için temeller 2023'te atıldı; kuzey dizisi bu dört dev teleskobun yanı sıra daha küçük teleskoplarla tamamlanacak. CTAO tamamlandığında biri La Palma'da, diğeri Şili'de olmak üzere iki alandaki farklı boyutlarda çok sayıda teleskopla dünyanın en büyük ve en duyarlı yer tabanlı gama ışını gözlemevi olacak.

Göktaşı aynada

Karedeki küçük sürpriz, iki farklı "atmosfer ışığının" buluşması. LST-1 normalde gama ışınlarının atmosferde yarattığı, insan gözünün göremeyeceği kadar kısa ve sönük çakmaları topluyor. O gece ise ayna parçalarından bazıları çok daha yavaş ve parlak bir atmosfer olayını, Perseid göktaşının parlamasını yansıttı. Böylece gökyüzündeki iz ile aynalardaki yansıması tek karede birleşti.

Neden önemli?

Fotoğraf, iki çok farklı ölçekteki olayı yan yana getiriyor: bir kuyruklu yıldızdan kopmuş kum tanesi büyüklüğündeki bir parçacığın atmosferde yanması ile milyonlarca ışık yılı öteden gelen gama ışınlarının izini süren ileri teknoloji bir teleskop. Her ikisi de Dünya atmosferini bir algılayıcı gibi kullanıyor; biri çıplak gözle, diğeri ise saniyenin milyarda biri hızında çalışan kameralarla.

Kısaca

• Fotoğraf 15 Ağustos'ta La Palma'daki Roque de los Muchachos Gözlemevi'nde çekildi.
• Perseidlerin kaynağı 109P/Swift-Tuttle kuyruklu yıldızı; göktaşları saniyede 59 kilometreyle atmosfere giriyor.
• LST-1, 198 ayna parçalı 23 metrelik çanağıyla gama ışınlarının atmosferdeki çakmalarını yakalıyor.
• Kuzey dizisindeki diğer üç LST'nin yapımına 2023'te başlandı.