Roman'ın en derin bakışı: 130 kişilik ekip evrenin ilk dönemleri için 386 saat aldı

NASA'nın 30 Ağustos'ta fırlatılan Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu'nun en iddialı gözlem programlarından biri şekillendi. Missouri Üniversitesi'nin 15 Ekim'de duyurduğuna göre fizik ve astronomi profesörü Haojing Yan, 62 kurumdan 130 araştırmacının yer aldığı Roman eXtreme Deep Field (RXDF, Roman Aşırı Derin Alan) ekibini yönetiyor. Ekibe teleskopta 386 saatlik gözlem zamanı ayrıldı.

Üniversitenin açıklamasına göre ekipte NASA'nın yanı sıra Caltech, Princeton ve Harvard gibi kurumlardan araştırmacılar bulunuyor. Amaç, evrenin ilk dönemlerine şimdiye kadar yapılmış en derin ve en geniş bakışlardan birini elde etmek.

Hubble'ın en derin karesinin 140 katı

Programın ayrıntıları, ekibin onaylanan gözlem önerisinden derlenip eylülde arXiv'de yayımlanan özette yer alıyor. Buna göre RXDF, Roman'ın birinci ve ikinci gözlem dönemleri için zaman alan beş Genel Astrofizik Taraması programından biri. Ayrılan süre tam olarak 386,41 saat.

Ekip, Hubble'ın bugüne kadarki en derin görüntüsü olan Hubble eXtreme Deep Field'ın (XDF) tam derinlikteki alanından yaklaşık 140 kat geniş bir bölgede AB 30 kadire kadar inmeyi hedefliyor. Kadir, gökbilimde parlaklık ölçeği; sayı büyüdükçe cisim sönükleşiyor. 30. kadir, çıplak gözle görülebilen en sönük yıldızlardan milyarlarca kat daha sönük cisimler anlamına geliyor.

Tam derinlikte taranacak alan 678,75 açı dakikası kare. Bu, gökyüzünde aşağı yukarı dolunayın kapladığı alan kadar. Bu bölge toplam 1.243 açı dakikası karelik daha geniş bir alanın içinde yer alıyor. Tarama, Roman'ın tüm dalga boyu aralığını yedi filtreyle kapsayacak: beş filtrede 30, birinde 29, en kırmızı filtrede ise 28. kadire inilecek.

Neden bu kadar geniş ve derin?

Yan'ın üniversitenin açıklamasında hatırlattığı gibi uzağa bakmak geçmişe bakmak demek: Işığın hızı sabit olduğundan milyarlarca ışık yılı uzaktaki bir gökadanın ışığı, milyarlarca yıl önce yola çıkmış oluyor. Bu sayede gökbilimciler ilk gökadaların, kara deliklerin ve büyük yapıların nasıl biçimlendiğini doğrudan izleyebiliyor.

James Webb Uzay Teleskobu, beklenenden çok daha erken oluşmuş gibi görünen gökadalar ve başka cisimler buldu. Ancak bunların istisna mı, yoksa evrenin genelinde geçerli bir desen mi olduğu bilinmiyor. RXDF özetine göre Hubble ve Webb'in bu uç derinliklerde taradığı hacim bu soruyu yanıtlamak için çok küçük, Roman'ın kendi geniş ölçekli taramaları ise yeterince derin değil.

Roman'ın farkı görüş alanında. Teleskobun 300 megapiksellik kızılötesi kamerası Geniş Alan Aleti, Missouri Üniversitesi'ne göre tek karede Webb ya da Hubble'ın ancak yüzlerce ayrı gözlemle kapsayabileceği bir alanı görüntüleyebiliyor. Bu kameranın yörüngedeki sınavlarda beklentiyi aştığını daha önce aktarmıştık.

Küçük kırmızı noktalar ve uzak süpernovalar

Ekibin ana hedefleri arasında evrenin yeniden iyonlaşma dönemi, büyük ölçekli yapı, süper kütleli kara deliklerin büyümesi ve uzak süpernovalar var. Bir de Webb'in ilk kez fark ettiği ve doğası hâlâ tartışılan "küçük kırmızı noktalar" var. Roman'ın geniş alanı bu gizemli cisimlerden çok daha fazlasını bulmayı, böylece ne olduklarını anlamak için gereken büyük örneği toplamayı mümkün kılabilir.

Gözlemler yıllık aralıklarla üç dönemde yapılacak; her dönem yaklaşık on gün arayla üç alt döneme bölünecek. Böylece aynı alan on günden iki yılın üzerine kadar uzanan farklı aralıklarla yeniden görüntülenecek. Bu tekrar, birden parlayıp sönen süpernovalar gibi zamanla değişen olayları yakalamayı mümkün kılıyor.

Seçilen alan ve beklenmeyen keşifler

RXDF alanı, Kuzey Ekliptik Kutbu yakınında, Avrupa'nın Euclid teleskobunun Ultra Derin Alanı'nın içinde yer alıyor. Özette bu bölge, kuşaklar boyu uzay gözlemevlerinin uzun süre izleyeceği stratejik bir alan olarak tanımlanıyor. Bölge Webb'in NEXUS programıyla da ayrıntılı biçimde gözlendiği için Roman'ın verisi farklı dalga boylarındaki verilerle birleştirilebilecek.

Yan, son 30 yılda derin alan gözlem kampanyalarından çıkan en devrimci sonuçların başlangıçta planlanmamış, beklenmeyen keşifler olduğunu söylüyor. Ekip de verileri hızla kamuya açmayı ve böylece programın kendi hedeflerinin ötesinde araştırmalara kaynak olmasını planlıyor. Derin alanların sürprizlerine yakın tarihli bir örnek, Webb'in Hubble'ın en derin karesinde hiçbir şeyin görünmediği yerde yakaladığı ışık oldu.

Sırada ne var?

Roman hâlâ Dünya'dan yaklaşık 1,5 milyon kilometre uzaktaki çalışma yörüngesine doğru yol alıyor ve devreye alma sınavlarından geçiyor. NASA ilk bilim görüntülerini 2027'nin başına kadar yayımlamayı bekliyor. RXDF gözlemlerinin tam takvimi henüz açıklanmadı; programın Roman'ın ilk iki gözlem dönemine yayılacağı biliniyor.