Hubble Focus: Galaxies through Space and Time (NASA): galaksiler ve özeti

Hubble Focus: Galaxies through Space and Time (Hubble Odağında: Uzayda ve Zamanda Galaksiler), NASA'nın Hubble Focus serisinin ikinci kitabıdır. NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi, Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü'nün (STScI) desteğiyle hazırladı ve Temmuz 2019'da ücretsiz yayımladı. Baş yazarı ve editörü Vanessa Thomas'tır. Bilim danışmanlığını Ken Carpenter ile Hubble'ın kıdemli proje bilimcisi Jennifer Wiseman yaptı; Pat Crouse, Kevin Hartnett ve James Jeletic editör olarak çalıştı, STScI'dan Pam Jeffries kitabı tasarladı, Ray Villard da yazar ve editör olarak katkı verdi. Kitap NASA'nın Hubble sitesinde PDF ve EPUB olarak indirilebilir. PDF sürümü 45 sayfadır.

Kitap ne anlatıyor?

Konu galaksilerdir: yıldızların, bulutsuların ve gezegenlerin evleri. Kitap okuru kendi galaksimiz Samanyolu'ndan başlatıp o güne kadar görülen en uzak galaksilere götürür. Sıralamanın bir sebebi vardır. Işık sonlu bir hızla yol aldığı için uzağa bakmak geçmişe bakmak demektir. Yakındaki galaksiler evrenin bugününü, uzaktakiler ise milyarlarca yıl önceki gençlik hâllerini gösterir. Kitap bu "zaman makinesi" fikrini ana iplik olarak kullanır: farklı uzaklıklardaki galaksileri yan yana koyunca galaksilerin nasıl doğup büyüdüğünün hikâyesi ortaya çıkar.

Her konu iki sayfalık bir yazıda anlatılır: kısa bir açıklama, büyük bir Hubble görüntüsü, çoğu zaman çalışmayı yapan bilim insanından kısa bir söz ve HubbleSite'taki ilgili haberin adresi. Toplam on yedi kısa yazı vardır ve bunların anlattığı çalışmalar 2015-2019 arasında duyurulmuştur. Yazıların arasına Samanyolu'nun merkezine yakınlaşan ya da derin bir galaksi alanında uçuş yapan video sayfaları serpiştirilmiştir. Kitabın girişinde ayrıca Galileo'nun 1610'daki gözlemlerinden 2014'te yayımlanan Hubble Ultra Derin Alan görüntüsüne uzanan bir galaksi bilgisi zaman çizelgesi yer alır.

Kitabın özeti

Bu bölüm kitabın sonunu da anlatır.

Giriş ve zaman çizelgesi: Kitap Hubble'ı kısaca tanıttıktan sonra galaksilerin yüzyıllar içinde nasıl anlaşıldığını izler: Galileo'nun Samanyolu'nu sayısız yıldıza ayırması, Messier kataloğu, 1920'deki Büyük Tartışma, Edwin Hubble'ın 1924'te Andromeda'nın galaksimizin dışında olduğunu göstermesi, karanlık maddenin ilk işaretleri, kozmik mikrodalga arka ışıması ve 1998'de evrenin hızlanarak genişlediğinin keşfi.

1. Galaktik mahallemiz: İlk bölüm Samanyolu ve Andromeda ile ilgilidir. Galaksimize doğru düşen Smith Bulutu'nun aslında yaklaşık 70 milyon yıl önce Samanyolu'ndan fırlatılmış gaz olduğu ve yaklaşık 30 milyon yıl sonra diske geri çarparak büyük olasılıkla yeni bir yıldız doğumu dalgası başlatacağı anlatılır. Galaksinin merkezindeki şişkinlikte eski beyaz cücelerin bulunması, şişkinliğin diskten önce ve hızla oluştuğu fikrini destekler. Macellan Bulutları ile galaksimiz arasında uzanan gaz yapısının Küçük Macellan Bulutu'ndan koparıldığı da Hubble verileriyle belirlenmiştir. Andromeda tarafında, 30 bin gönüllünün yardımıyla binlerce genç yıldız kümesi incelenmiş, galaksiyi saran gaz halesinin yaklaşık bir milyon ışık yılı uzağa kadar uzandığı ölçülmüştür.

2. Evrenin dört bir yanından ilginç galaksiler: Bu bölümde parlak bir küresel kümenin arkasında saklanan, yaklaşık 13 milyar yaşındaki cüce galaksi Bedin I; uzun süre sakin kaldıktan sonra yıldız üretimi canlanan Pisces A ve B; başı yeni yıldızlarla parlayan "iribaş" galaksi Kiso 5639 anlatılır. Dev eliptik galaksilerde kara delik jetleri boyunca yıldız doğduğu ve bunun kendi kendini dengeleyen bir döngü olduğu açıklanır. 240 milyon ışık yılı ötedeki NGC 1277, 10 milyar yıldır neredeyse değişmemiş bir kalıntı galaksi olarak öne çıkar. Bölüm, galaksi çarpışmalarının kuasarları ateşlediğini gösteren gözlemlerle ve bilinen en yakın kuasar Markarian 231'in merkezinde iki süper kütleli kara delik bulunabileceğine dair kanıtla biter.

3. En uzak galaksiler: Son bölüm kütleçekimsel merceklenmeyi anlatır: büyük galaksi kümeleri, arkalarındaki galaksilerin ışığını büküp büyüterek doğal bir büyüteç gibi çalışır. Bu yolla evren henüz gençken yıldız üretmeyi bırakmış bir disk galaksi, evrenin en parlak kızılötesi galaksileri, Büyük Patlama'dan 500 milyon yıl sonraki hâliyle görülen ve bir yay biçiminde gerilmiş SPT0615-JD ile o güne kadar görülen en sönük uzak galaksi bulunmuştur. Bölüm, evren bugünkü yaşının yaklaşık yüzde 3'ündeyken görülen GN-z11 ile kapanır; kitap yazıldığında bilinen en uzak galaksi buydu. Kitap, en eski galaksilerin bugünkülerden küçük ve daha düzensiz olduğunu, galaksilerin çarpışıp birleşerek büyüdüğünü hatırlatan bir özetle biter.

Yazar ve yazıldığı dönem

Kitabın baş yazarı Vanessa Thomas, serinin 2017'deki ilk kitabının hazırlık ekibinde de yer almıştı; 2021'deki üçüncü kitapta ise editörler arasındadır. Kitap, Hubble'ın fırlatılışının üzerinden 29 yıl geçmişken yayımlandı. Teleskop o tarihe kadar bir milyondan fazla gözlem yapmıştı ve 2009'daki son bakım görevinde yenilenen aletleriyle çalışıyordu.

Kitap, Hubble'ın uzun ömrünün galaksi araştırmasına ne kattığını da gösterir. Andromeda'nın PHAT taraması gibi büyük projeler yıllara yayılan gözlemlerin birleştirilmesiyle yapılmıştır; Andromeda'nın dev halesiyle ilgili sonuç da beş yıllık arşiv verisinin yeniden incelenmesinden çıkmıştır. Kitapta Chandra X-ışını Gözlemevi ve Spitzer Uzay Teleskobu gibi başka gözlemevleri de Hubble'ın ortakları olarak sık sık anılır. O yıllarda James Webb Uzay Teleskobu henüz fırlatılmamıştı ve kitap onu en uzak galaksileri görecek gelecek teleskop olarak tanıtır.

Kitaptaki bilim: o günden bugüne ne değişti?

Kitabın genel çerçevesi bugün de geçerlidir: galaksiler küçük yapıların birleşmesiyle büyür, galaksilerin merkezinde süper kütleli kara delikler yaygındır ve galaksilerin kütlesinin büyük kısmı karanlık maddedir. Ama iki konuda bilgi önemli ölçüde değişti.

En uzak galaksi rekoru: Kitap, GN-z11'in rekoru James Webb Uzay Teleskobu çalışmaya başlayana dek koruyacağını tahmin ediyordu ve tahmin tuttu. Webb 25 Aralık 2021'de fırlatıldı; 2022'de bulduğu JADES-GS-z13-0 GN-z11'i geçti. 2024'te bulunan JADES-GS-z14-0, Büyük Patlama'dan yaklaşık 300 milyon yıl sonraki hâliyle görülür. Bugün bilinen en uzak galaksi, Webb'in Mayıs 2025'te görüntülediği MoM-z14'tür; Büyük Patlama'dan yaklaşık 280 milyon yıl sonraki hâliyle görülür. Webb 2023'te GN-z11'in kırmızıya kaymasını da daha kesin ölçtü. Ayrıntılar James Webb Uzay Teleskobu ve Gözlemlenebilir evren sayfalarımızda.

Samanyolu-Andromeda çarpışması: Kitap, Hubble ölçümlerine dayanan simülasyonlara göre iki galaksinin yaklaşık 4 milyar yıl sonra kafa kafaya çarpışmaya başlayacağını yazar. 2025'te Till Sawala ve ekibi, Gaia uydusunun ve Hubble'ın daha yeni verileriyle bu sonucu yeniden hesapladı. Yeni simülasyonlarda iki galaksinin önümüzdeki 10 milyar yıl içinde çarpışma olasılığı yalnızca yüzde 50 çıktı. Büyük Macellan Bulutu ile Üçgen galaksisi (M33)'nin kütleçekimi de hesaba katıldığında, 4-5 milyar yıl içinde kafa kafaya çarpışma olasılığı yüzde 2'ye iniyor. Yani kitaptaki kesin dil bugün bir olasılık diliyle okunmalı.

Kitaptaki öbür bulguların çoğu tek tek gözlemlere dayanır ve ayrıntıları sonraki çalışmalarla değişebilir. Örneğin Markarian 231'deki çift kara delik doğrudan görüntülenmiş değildir; kitapta da belirtildiği gibi gözlemleri en iyi açıklayan model olarak sunulur. Bu yazıları "o yılın en iyi açıklaması" olarak okumak en doğrusudur. Evrenin büyük ölçekli yapısını ve galaksi kümelerini merak edenler Evrenin büyük ölçekli yapısı sayfamızla devam edebilir.

Etkisi ve uyarlamaları

Kitap NASA'nın ücretsiz eğitim yayınlarından biridir; doğrulayabildiğimiz bir ödülü ya da film uyarlaması yoktur. Asıl katkısı, Hubble'ın galaksi araştırmasındaki onlarca basın bültenini tek bir tutarlı anlatıda toplamasıdır. Her yazının sonunda HubbleSite'taki asıl haberin adresi verildiği için kitap, konuyu derinleştirmek isteyen öğretmenler ve öğrenciler için hazır bir okuma listesi işlevi de görür.

Teleskobun kendisini ve tarihini anlatan kitaplar arasında NASA'nın Hubble: An Overview of the Space Telescope e-kitabı ile Christopher Gainor'ın Not Yet Imagined adlı tarih kitabı bu kitabı iyi tamamlar. Hubble'ı beyaz perdede görmek isteyenler için sitemizde Hubble 3D belgeselinin sayfası var.

Kimlere uygun, nereden başlanır?

Kitap, galaksiler hakkında temel bir fikri olan lise ve üniversite öğrencileri ile amatör gökbilimciler için uygundur. Dili İngilizcedir ve doğrulayabildiğimiz bir Türkçe baskısı yoktur. Kısa ve bağımsız yazılardan oluştuğu için baştan sona okunmak zorunda değildir; ilgi çeken başlıktan başlanabilir. Konuya yabancı olanlar önce Galaksiler ve Samanyolu galaksisi sayfalarımıza göz atabilir.

Serinin ikinci kitabı olmasına karşın önceki kitabı okumayı gerektirmez. Hubble Focus serisi yayın sırasıyla Güneş Sistemi'ni anlatan Our Amazing Solar System (2017), bu kitap (2019) ve yıldızları anlatan The Lives of Stars (2021) kitaplarından oluşur. Yakından uzağa doğru ilerlemek isteyen okur için en mantıklı sıra Güneş Sistemi, yıldızlar ve en son galaksilerdir; ama yayın sırasını izlemek de sorun çıkarmaz.