Hubble’ın 200 bininci turunda beklediği süpernova: Athena
Hubble Uzay Teleskobu, 19 Eylül’de Dünya çevresindeki 200 bininci turunu tamamladı. NASA’nın duyurduğuna göre teleskop 36 yıllık ömründe Dünya’nın çevresinde 5 milyar milden (yaklaşık 8 milyar kilometre) fazla yol kat etti ve 1,7 milyonu aşkın gözlem yaptı.
Yuvarlak sayılar kendi başına haber değildir. Asıl dikkat çekici olan, o gün yapılan gözlemin niteliği: NASA, 200 bininci turun tamamlandığı gün yapılan gözlemin, gökyüzünde ikinci kez belirmesi beklenen bir süpernovayı — Athena’yı — izlemeye yönelik olduğunu belirtiyor. Yani bir kutlama karesi değil, bir nöbet.
Bir patlama nasıl iki kez görülebilir?
Kütleçekimsel mercek, büyük kütleli bir cismin arkasındaki daha uzak bir kaynaktan gelen ışığın bükülüp büyütülmesi anlamına geliyor. Genel görelilik kuramına göre kütle, uzay-zamanın dokusunu eğer; yüzlerce ya da binlerce galaksi içeren bir galaksi kümesi araya girdiğinde bu eğrilik öyle güçlü olur ki arkadaki nesnenin ışığı tek bir yol yerine birkaç ayrı yol izler.
Bunun sonucu şu: aynı nesne, kümenin farklı noktalarında birden fazla görüntü olarak belirir. Ve bu görüntüler aynı anda gelmez. NASA’nın açıklamasında vurgulandığı gibi, ışığın izlediği yola bağlı olarak aynı yıldız patlaması aylar, hatta yıllar arayla tekrar tekrar görünebilir.
Athena’nın önünde duran mercek, görüntünün sol orta kısmında yer alan dev galaksi kümesi MACS J0417’dir. Süpernovanın kendisi 2025’te NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu tarafından keşfedildi ve NASA’ya göre şimdiyle 2027 Mart başı arasında yeniden görünmesi bekleniyor.
Zamanlama neden genişleme hızını ölçüyor?
Görüntülerin farklı yollardan gelmesi, her yolun uzunluğunun ve üzerindeki kütleçekim alanının farklı olması demek. Dolayısıyla görüntüler arasındaki gecikme, hem merceğin kütle dağılımına hem de aradaki uzayın ölçeğine duyarlı bir büyüklüktür. NASA’ya göre, Athena’nın yeniden ne zaman belireceğinin ölçülmesi araştırmacılara MACS J0417’nin kütlesini haritalamada yardımcı olabilir; bu da evrenin genişleme hızına — Hubble Sabiti’ne — ilişkin anlayışımızı iyileştirebilir.
Bu ölçümün neden bu kadar arandığını anlamak için kozmolojideki mevcut tıkanmaya bakmak gerekiyor. Space Telescope Science Institute (STScI) ve VENUS ekibinin duyurusunda anlatıldığı üzere, evrenin genişleme hızı iki farklı yoldan hesaplandığında iki farklı sonuç çıkıyor: gözlenebilir evrenin en erken anlarından gelen ışık olan kozmik mikrodalga arka plana dayanan ölçümlerle, Tip Ia süpernovaları gibi yakın mesafe göstergelerinden türetilen ölçümler birbiriyle uyuşmuyor. VENUS duyurusu bunu, kozmik evrim anlayışımızdaki olası boşluklara işaret eden onlarca yıllık bir gerilim olarak tanımlıyor.
Merceklenmiş süpernovaların değeri tam da burada: zamanlamaya dayandıkları için, tartışmanın iki tarafındaki yöntemlerden de bağımsız bir üçüncü ölçüm yolu sunuyorlar. Buradan çıkan ders şu: bir tartışmayı çözmenin yolu genellikle aynı ölçümü daha hassas yapmak değil, aynı büyüklüğe bambaşka bir kapıdan girmektir.
İş bölümü: Webb bulur, Hubble bekler
Athena’yı Webb keşfetti, geri dönüşünü Hubble gözlüyor. Bu tesadüf değil. NASA, Hubble’ın gökyüzünün aynı bölgelerine zaman içinde defalarca dönebilme yeteneğinin bu görüntüyü mümkün kıldığını belirtiyor. Merceklenmiş bir süpernovanın ikinci görüntüsünün ne zaman parlayacağı önceden tam olarak bilinemediği için, keşif kadar — belki daha fazla — süreklilik gerektiren bir iş bu.
NASA ayrıca Hubble’ın morötesi ve görünür dalga boylarındaki gözlem yeteneğinin, Webb ve Roman (Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu) gibi diğer teleskopların kabiliyetlerini tamamladığını belirtiyor. 36 yılın ardından gökbilimciler artık her yıl mevcut olan gözlem süresinin yaklaşık yedi katını talep ediyor. Yedi kat talep fazlası, yaşlanan bir gözlemevinin değil, yerine konamayan bir kabiliyetin göstergesi.
Athena yalnız değil: 60 yıllık deney
Athena, VENUS programının duyurduğu iki merceklenmiş süpernovadan yalnızca biri. VENUS (Vast Exploration for Nascent, Unexplored Sources), Webb ile 60 zengin galaksi kümesinin derin gözlemini yapan bir program; STScI’ın program kaydına göre Toronto Üniversitesi’nden Seiji Fujimoto’nun yürütücülüğünde, dördüncü gözlem döneminde (Cycle 4) 252,3 saatlik gözlem süresi tahsis edilmiş durumda. Ekip programın henüz yarısındayken erken evrenden tekil yıldızlar ve ilkel galaksilerin merkezlerindeki etkin kara delikler gibi kaynakları da ortaya çıkardığını bildiriyor.
İkinci süpernova, “SN Ares”, daha uç bir örnek. VENUS duyurusuna göre Ares, evren yalnızca 4 milyar yaşındayken büyük kütleli bir yıldızın patlamasıyla oluştu ve görüntüleri onlarca yıl arayla gelecek — son iki görüntünün 60 yıl sonra ulaşması bekleniyor. Athena ise evren bugünkü yaşının yaklaşık yarısındayken patladı ve duyuruda 1-2 yıl içinde yeniden belireceği belirtiliyor.
Altmış yıllık bir gecikme, sonucu bugünkü hiçbir araştırmacının göremeyeceği bir deney anlamına geliyor. VENUS ekibi Ares’i, kozmolojinin gelecekte hangi sorularla şekilleneceğinden bağımsız bir referans noktası olarak tanımlıyor.
Neler belirsiz
Yeniden belirme tarihleri tahmin. Bunlar, kümenin kütle dağılımına ilişkin modellere dayanıyor; Athena’nın zamanlamasının ölçülmesiyle iyileştirilmesi beklenen de tam olarak bu modeller. İki kaynaktaki pencereler de birebir aynı değil: NASA 2027 Mart başına kadar diyor, VENUS duyurusu ise 1-2 yıllık bir aralıktan söz ediyor. Ayrıca kaynakların hiçbiri Athena’nın tek başına Hubble Sabiti tartışmasını çözeceğini öne sürmüyor; ifadeler “haritalamaya yardımcı olabilir” ve “anlayışımızı iyileştirebilir” düzeyinde kalıyor.
Pratikte belirleyici olan şu olacak: ikinci görüntü beklenen pencerede belirir mi ve gecikme mercek modellerinin öngördüğü değere ne kadar yakın çıkar? Bu sorunun yanıtı, en geç 2027 baharında alınmış olacak.
