Bildiğiniz gibi evrenin neredeyse yüzde 95’inin karanlık enerji ve karanlık maddeden oluştuğu düşünülüyor. Ancak bu iki bileşenin doğası hâlâ modern fiziğin en büyük muammalarından biri olmayı sürdürüyor. Karanlık madde, galaksileri bir arada tutan görünmez kütle olarak tanımlanırken; karanlık enerji ise evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli bir itici güç olarak kabul ediliyor. Ancak son dönemde yapılan bazı ölçümler, karanlık enerjinin zaman içinde değişiyor olabileceğine dair ipuçları sunuyor. NASA’nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, tam da bu kritik sorulara cevap bulmak için devreye giriyor. Montaj süreci Aralık ayında tamamlanan Roman Uzay Teleskobu’nu bu yılın sonu ya da 2027 başı gibi fırlatmayı hedefleyen NASA, küçük kara deliklerden karanlık maddeye kadar evrene dair gizemini koruyan pek çok farklı hususa ışık tutacak bu yeni teleskobun nasıl çalışacağını detaylandırdı.
Nancy Roman Uzay Teleskobu, Gökyüzünün Neredeyse Sekizde Birini “Görebilecek”
Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, karanlık enerji ve karanlık maddeyi bugüne kadarki en hassas ölçümlerle incelemeyi hedefliyor. Görevin merkezinde yer alan Yüksek Enlem Geniş Alan Taraması programı kapsamında, gökyüzünün yaklaşık 5.000 kare derecelik bir bölümü taranacak ki bu da gökyüzünün yaklaşık sekizde birine denk geliyor. Bu devasa tarama, kütle çekimsel merceklenme yöntemini kullanarak evrendeki maddenin dağılımını haritalayacak.
Kütle çekimsel merceklenme, Einstein’ın genel görelilik teorisine dayanıyor. Çok büyük kütleye sahip yapılar (örneğin galaksi kümeleri), adeta dev bir mercek gibi davranarak arkalarındaki galaksilerden gelen ışığın yolunu büküyor. Bu bükülme bazen dramatik biçimde yaylar ve halka şeklinde görüntüler oluşturken (güçlü merceklenme), bazen de galaksilerin şekillerinde çıplak gözle fark edilemeyecek kadar küçük bozulmalar (zayıf merceklenme) yaratıyor. Gökbilimciler işte bu küçük şekil bozulmalarını istatistiksel olarak ölçerek aradaki toplam kütleyi hesaplıyor. Görünen yıldız ve gaz miktarı bu etkiyi açıklamaya yetmediğinde ise devreye görünmez bileşen, yani karanlık madde giriyor. Nancy Roman Uzay Teleskou, Kinematik Merceklenme Olarak Adlandırılan Yeni Bir Yöntem Kullanacak
Roman’ı benzer görevlerden ayıran en önemli yeniliklerden biri ise “Kinematik Merceklenme” (Kinematic Lensing) adı verilen yeni bir teknik olacak. Bu yöntem, teleskobun hem görüntüleme hem de tayfölçüm (spektroskopik) verilerini bir araya getirerek ölçüm belirsizliklerini geleneksel zayıf merceklenme tekniklerine kıyasla en az 10 kat azaltmayı hedefliyor. Özellikle galaksilerin kendi iç hizalanmalarından kaynaklanan ve kozmolojik ölçümlerde ciddi sapmalara yol açabilen sistematik hatalar, bu yöntem sayesinde büyük ölçüde devre dışı bırakılabilecek.Böylece hem evrenin genişleme tarihine hem de büyük ölçekli yapıların zaman içinde nasıl büyüdüğüne dair çok daha net veriler elde edilecek.
Roman Uzay Teleskobu’nun Wide Field Instrument adlı 300 megapiksellik kamerası, Hubble Uzay Teleskobu’ndan yaklaşık 200 kat daha geniş görüntüler yakalayabilecek. Bu da hem zayıf hem de güçlü kütle çekimsel mercek olaylarının çok daha büyük bir istatistiksel örneklemle incelenmesini sağlayacak. Roman’ın yaklaşık 160.000 kütle çekimsel mercek sistemi tespit edeceği düşünülüyor. Hesaplamalara göre bunların yaklaşık 500’ü karanlık maddenin alt yapılarını detaylı biçimde analiz etmeye uygun olacak. Bu tür sistemler, karanlık maddenin galaksi içindeki “topaklanma” davranışını doğrudan inceleme fırsatı sunarak parçacık doğasına dair ipuçları verebilir.
Bilim ekipleri şimdiden güçlü mercek sistemlerine dair ayrıntılı simülasyonlar üretmiş durumda. Amaç, teleskop fırlatıldıktan sonra gelecek veri akışını analiz edecek yazılım altyapısını hazır hâle getirmek. Çünkü milyarlarca ışık yılı uzaklıktaki yapıların neden olduğu mikroskobik ışık sapmalarını ölçmek, son derece hassas veri işleme teknikleri gerektiriyor. Yapılan hesaplamalara göre Roman, karanlık enerjinin etkilerini mevcut ölçümlere kıyasla yaklaşık 10 kat daha hassas biçimde test edebilecek. Eğer son yıllarda öne sürülen “karanlık enerji zamanla değişiyor olabilir” iddiaları doğruysa, Roman bu sapmayı istatistiksel olarak anlamlı biçimde ortaya koyabilecek.
Teleskobun bu yaz Florida’dakiKennedy Uzay Merkezi’ne taşınarak son hazırlıklarının yapılması bekleniyor. SpaceX’in Falcon Heavy roketiyle gerçekleştirilecek fırlatma için hedef tarih 2026 sonbaharı. Bilimsel operasyonların ise fırlatmadan yaklaşık 90 gün sonra başlaması planlanıyor.
