Güney Afrika’nin Kuzey Eyaleti’nde bulunan 64 adet antenli radyo teleskopu olan MeerKAT, kozmik hidrojeni, galaksi oluşumunu ve evrimini ve geçici radyo kaynaklarını incelemek amacıyla inşa edildi. Planlanan Square Kilometer Array teleskopunun öncüsü olarak, bilimsel amacı Güney Afrika ve Avustralya’daki dizilerin ışığını birleştirerek daha iddialı kampanyalar için radyo gökyüzünü haritalandırmaktır.
Son yapılan bir çalışmada, Britanya’nın Manchester Üniversitesi’nden ve Güney Afrika’nın Batı Cape Üniversitesi’nden oluşan bir astronom ekibi, Dünya‘dan milyarlarca ışık yılı uzaklıktaki hidrojenden gelen son derece zayıf bir radyo sinyalinin doğrudan tespit edildiğini duyurdu. Bulguları, gökkyüzünün geniş bölgelerini aşırı verimlilikle incelemeye olanak tanıyan bir teknik olan Hidrojen Yoğunluk Haritalama’sının potansiyelini gösteriyor.
Çalışmanın arkasındaki ekip, Manchester Üniversitesi’ndeki Jodrell Bank Center for Astrophysics, Batı Cape Üniversitesi, Edinburgh Üniversitesi’ndeki Royal Observatory’s Institute for Astronomy, South African Radio Astronomy Observatory (SARAO) ve Montreal’deki McGill Üniversitesi’nden oluşuyor. Araştırma ortaklarından Sourabh Paul, Manchester Üniversitesi’nde araştırma uzmanı olarak görev yapıyor ve bu makalenin başyazarıydı.
Ekip üyelerinin çalışmalarında açıkladığı gibi, Nature dergisinde yayınlanan araştırmada, ekibin yaklaşık z = 0.32 ve 0.44 kırmızı kaymalıklarında bulunan nötr hidrojenden (21-cm hattı) gelen zayıf sinyalleri tespit etti. Bu değerler, hidrojeni içeren bölgelerin sırasıyla 3,67 milyar ve 4,76 milyar ışık yılı uzaklıkta olduğu anlamına geliyor. Başka bir deyişle, tespit edilen hidrojen, Evren‘in yaklaşık 10 ve 9 milyar yıl yaşındayken gözlemlendiği dönemde var oluyordu.
MeerKAT tarafından gözlemlenen radyo verilerinin görselleştirilmesi. Kaynak: Paul, S. et al. (2026)
Hidrojen Yoğunluk Haritalama’sı (HIM), doğal olarak zayıf bir radyo sinyali olan 21-cm hattını yayarak nötr hidrojeni tespit etmeyi ve ölçmeyi içerir. Evren genişledikçe, bu sinyalin dalga boyu uzar, böylece astronomlar farklı dönemlerdeki Evren’i inceleyebilirler. Bu teknik, Evren’in genişleme geçmişini ölçmek ve Karanlık Enerji’nin etkisini sınırlamak için Kanada Hidrojen Yoğunluk Haritalama Deneyi (CHIME) gibi cihazlar tarafından kullanılmıştır.
HIM, optik teleskoplarla tamamen çözülemeyen radyo kaynakları da dahil olmak üzere birçok galaksinin birleşik radyo emisyonunu ölçer. Ekip, 2018’de toplanan 96 saatlik MeerKAT verisini analiz etti ve yaklaşık dört ve beş milyar yıl boyunca Dünya’ya ulaşan iki sinyali tespit etti. Bu çalışma, astronomların tek bir gözlemci kullanarak kozmik hidrojeni doğrudan tespit ettiği ilk örnekti, bu da radyo ve optik verilerin birden fazla gözlemci tarafından birleştirilmesine dayanmayan çalışmalara kıyasla önemli bir ilerleme anlamına geliyor. Paul, Manchester Üniversitesi’nin basın açıklamasında şunları söyledi:
Bu çok heyecan verici bir dönüm noktası. Hidrojen yoğunluk haritalama, gökkyüzünün geniş alanlarını aşırı verimlilikle incelemeye olanak tanıyan umut verici bir yöntem olarak uzun zamandır görülüyor, ancak sinyal son derece zayıf ve insan yapımı radyo frekanslı parazitlerden, cihazsal etkilerden ve ön plan emisyonlarından izole etmek zordur. MeerKAT ile doğrudan tespit edilmesi, bu tekniğin kozmoloji için pratik bir araç haline geldiğini gösteriyor.
Bu çok heyecan verici bir dönüm noktası. Hidrojen yoğunluk haritalama, gökkyüzünün geniş alanlarını aşırı verimlilikle incelemeye olanak tanıyan umut verici bir yöntem olarak uzun zamandır görülüyor, ancak sinyal son derece zayıf ve insan yapımı radyo frekanslı parazitlerden, cihazsal etkilerden ve ön plan emisyonlarından izole etmek zordur. MeerKAT ile doğrudan tespit edilmesi, bu tekniğin kozmoloji için pratik bir araç haline geldiğini gösteriyor.
Bu çok heyecan verici bir dönüm noktası. Hidrojen yoğunluk haritalama, gökkyüzünün geniş alanlarını aşırı verimlilikle incelemeye olanak tanıyan umut verici bir yöntem olarak uzun zamandır görülüyor, ancak sinyal son derece zayıf ve insan yapımı radyo frekanslı parazitlerden, cihazsal etkilerden ve ön plan emisyonlarından izole etmek zordur. MeerKAT ile doğrudan tespit edilmesi, bu tekniğin kozmoloji için pratik bir araç haline geldiğini gösteriyor.
Özellikle etkileyici olan şey, verilerin neredeyse bir on yıl önce, MeerKAT’in bilimsel faaliyetlerine yeni başladığı dönemde elde edilmiş olmasıdır. Bu erken keşif, gözlemci veri tabanında daha değerli sinyaller olabileceğini ve astronomların kozmosun haritalama çabalarını genişletmek için kullanabileceğini gösteriyor. Süreç aynı zamanda, zayıf sinyali gizleyebilecek birçok radyo kirliliği kaynağını hesaba katmayı gerektirdiğinden zorlayıcıydı.
“MeerKAT, kozmoloji için yeni pencereler açmaya devam ediyor,” diyor ekip üyelerinden ve Jodrell Bank Center for Astrophysics’ten Profesör Laura Wolz. “Bu sinyalin, başlangıçta hidrojen yoğunluk haritalama için tasarlanmamış olan gözlemlerden çıkarılabilmesi çok cesaret verici. Bu, MeerKAT verilerinin sahip olduğu büyük bilimsel değeri gösteriyor ve SKAO ile yapılacak gelecekteki gözlemlere yol gösteriyor.”
Güney Afrika’daki MeerKAT teleskop antenlerinin ve Batı Avustralya’daki Inyarrimanha Ilgari Bundara (MRAO) görüntüsü. Kaynak: SKAO
Bu çalışma, galaksilerin nasıl oluştuğunu ve zaman içinde nasıl geliştiğini daha verimli bir şekilde incelemek için yeni fırsatlar sunuyor. Ayrıca gelecekteki kozmolojik araştırmalar için de önemli sonuçlar doğuruyor ve bu araştırmalar Hidrojen Yoğunluk Haritalama çalışmalarını da içerecek. Ekip üyelerinden ve Edinburgh Üniversitesi’nden doktora sonrası araştırmacısı Dr. Zhaoting Chen şunları söyledi:
Nötr hidrojen, galaksilerin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlamak için önemli bir bileşendir. Yoğunluk haritalama ile her bireysel galaksiyi tespit etmek zorunda değiliz. Bunun yerine, büyük kozmik hacimlerdeki hidrojenden gelen toplu sinyali ölçerek hem galaksi evrimini hem de Evren’in temel madde dağılımını incelemenin yeni bir yolunu bulabiliriz.
Nötr hidrojen, galaksilerin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlamak için önemli bir bileşendir. Yoğunluk haritalama ile her bireysel galaksiyi tespit etmek zorunda değiliz. Bunun yerine, büyük kozmik hacimlerdeki hidrojenden gelen toplu sinyali ölçerek hem galaksi evrimini hem de Evren’in temel madde dağılımını incelemenin yeni bir yolunu bulabiliriz.
Nötr hidrojen, galaksilerin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlamak için önemli bir bileşendir. Yoğunluk haritalama ile her bireysel galaksiyi tespit etmek zorunda değiliz. Bunun yerine, büyük kozmik hacimlerdeki hidrojenden gelen toplu sinyali ölçerek hem galaksi evrimini hem de Evren’in temel madde dağılımını incelemenin yeni bir yolunu bulabiliriz.
GÖZLEM DEĞERLENDİRMELERİ (1)