Euclid bir yılda önceki tüm aramaların toplamından daha fazla kozmik mercek buldu

Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Euclid uzay teleskobu, yaklaşık bir yıllık gökyüzü taramasında, şimdiye kadar yapılmış tüm aramaların toplamından daha fazla güçlü kütleçekimsel mercek keşfetti. ESA tarafından yayımlanan ilk büyük veri yayını, yaklaşık on beş bin yüksek güvenilirlikli mercek adayı içeriyor. Bunların her birinde, ön plandaki bir galaksinin kütleçekimi, daha uzaktaki bir galaksinin ışığını yaylar, halkalar veya ikili görüntüler halinde büküyor.

Bu önemli çünkü bir mercek bir terazi gibi çalışıyor. Işığın bükülme miktarı, ön plandaki galakside ne kadar kütle olduğunu, hiçbir teleskobun doğrudan göremediği karanlık madde de dahil olmak üzere, gösteriyor. Şimdiye kadar gökbilimciler bu sistemleri nadir bulunan tek tek örnekler halinde inceliyordu. Bu kadar büyük bir katalogla, onları bir popülasyon olarak inceleyebilecekler ve aynı yayın, karanlık evreni haritalama çalışmalarına dokuz yüz milyondan fazla galaksi ekliyor.

DR1-Foundation adı verilen yayın, yaklaşık 1.900 derece karelik bir gökyüzü alanını kapsıyor; bu, Dolunay’ın görünen alanının yaklaşık 9.500 katı büyüklüğünde. Yayın, bir milyardan fazla kataloglanmış cisim, 60 milyondan fazla kuasar adayı, 160 milyondan fazla kaynağa ait tayf ve yaklaşık 1,7 milyon gigabayt veri içeriyor. Ayrıca bu, Euclid’in taranması planlanan alanın yalnızca %14’ünü kapsıyor.

Portsmouth Üniversitesi’nden, Euclid Konsorsiyumu üyesi ve mercek kataloğu makalesinin ilk yazarı Natalie Lines, “Güçlü merceklenme, Karanlık Evren’e eşsiz bir bakış sağlıyor; görünmez karanlık maddeleri de dahil olmak üzere bireysel galaksileri ‘tartmamıza’ ve Evren’in nasıl genişlediğini keşfetmemize olanak tanıyor,” dedi.

Euclid, 900 milyon galaksi arasından 15.000 merceği nasıl seçti

Mercekler nadirdir. Birkaç bin galaksiden yalnızca biri, bir arka plan kaynağıyla bu şekilde hizalanarak mercek görevi görebilir ve merceklenmiş görüntülerin çoğu, Dünya atmosferinin bulanıklaştırması nedeniyle çözümlenemeyecek kadar küçüktür. Euclid, uzaydan 1,2 metrelik bir ayna ve iki enstrümanla gözlem yapıyor: Keskin görüntüler üreten görünür ışık kamerası VIS ve yakın kızılötesi görüntüler alıp ışığı tayflara ayıran NISP.

Arama, yayındaki yaklaşık 900 milyon kaynakla başladı ve ilk katalog kesintisini geçen 68 milyon kaynak üzerinde yoğunlaştı. Beş makine öğrenimi modeli bu nesneleri puanladı. En umut verici olanlar, Zooniverse platformunda barındırılan Space Warps projesindeki yaklaşık 7.000 vatandaş bilim insanına gitti; bu kişiler 300.000 nesne üzerinde 4,5 milyondan fazla sınıflandırma yaptı. Son olarak, 67 mercek uzmanı 30.000’den fazla sistemi inceledi ve derecelendirdi.

Dereceler önemlidir. 15.072 yüksek güvenilirlikli adaydan 6.073’ü, ekibin “kesin mercek” olarak etiketlediği A derecesinde ve 8.999’u “olası mercek” etiketiyle B derecesindedir. 9.010 adet C derecesi “mümkün” sistem ayrıca yayımlandı. Yazılım daha sonra her A ve B dereceli sistemi bir mercek modeliyle yeniden oluşturmaya çalıştı ve 9.500’den fazla mercek için ekip, mesafeleri ve ön plandaki galaksinin fiziksel özelliklerini tahmin etti.

Bu ön plandaki galaksilerin çoğu büyük kütleli ve artık yeni yıldız oluşturmuyor. Evrenin genişlemesinin ışıklarını ne kadar gerdiğinin bir ölçüsü olan tipik kırmızıya kayma değerleri 0,68’dir; bu, yer tabanlı teleskoplardan elde edilen önceki mercek örneklerinin ulaştığından daha uzak bir mesafeye işaret ediyor.

Nadir buluntulardan binlerce kişilik bir nüfus sayımına

Gökyüzünde iki kez görünen bir kuasar olan ilk güçlü mercek, neredeyse 50 yıl önce tespit edildi. O zamandan bu yana, Dünya’dan görülebilen gökyüzünün çoğunu kapsayan en büyük yer tabanlı taramalar, Euclid Konsorsiyumu’na göre, bu galaksi-arkası-galaksi türünden yaklaşık 3.000 mercek bulmuştu. Euclid’in 15.072 yüksek güvenilirlikli adayı, önceki tüm katalogların toplamını geride bırakıyor.

Bunların her biri aynı teleskop ve aynı yöntemle bulundu. Mercekler birçok farklı tarama ve seçim yönteminden geldiğinde, karşılaştırılmaları zordur. Tek tip bir örneklem, araştırmacıların, büyük kütleli galaksilerin etrafındaki karanlık maddenin bir galaksiden diğerine nasıl değiştiği gibi, birkaç yüz uyumsuz sistemin cevaplayamayacağı istatistiksel sorular sormasına olanak tanır.

Gökyüzü kapsamının ölçeği de yeni. Konsorsiyuma göre, bu yayındaki alan, Hubble Uzay Teleskobu’nun 35 yılda gözlemlediği alanın yaklaşık on katı büyüklüğünde. Euclid’in önceki yayınları, yaklaşık 60 derece karelik bir alanda birkaç günlük gözlem içeriyordu. ESA’nın Euclid proje bilim insanı Valeria Pettorino, bu sıçramayı “ölçekte bir değişim” olarak tanımladı.

Katalog ayrıca eskiden tek seferlik keşifler olan nadir türleri de içeriyor. Listede, bir ön plan galaksisinin farklı mesafelerdeki iki arka plan galaksisini merceklediği 84 aday çift kaynak düzlemli mercek, 1.000’den fazla aday disk galaksisi merceği ve birkaç yüz merceklenmiş kuasar ve aktif galaktik çekirdek bulunuyor. Euclid’den önce, ilk iki sınıfın bilinen çok az örneği vardı.

Yayın sadece merceklerden ibaret değil

Verilerle birlikte yayımlanan diğer makaleler, verilerin kapsamını gösteriyor. Bir ekip, 15 sönük yıldız sistemini ilk kez tek tek yıldızlara ayırdı; bunlardan beşi yeni keşif. Yenilerden biri olan Ursa Minor II, Samanyolu’nun halesinde yaklaşık 65.000 ışık yılı uzaklıkta bulunuyor ve yıldız kütlesi Güneş’in kütlesinin yalnızca yaklaşık 40 katı; bu da onu bilinen en az parlak yıldız sistemlerinden biri yapıyor.

İkinci bir çalışma, 40 milyondan fazla yıldız oluşturan galaksinin şekillerini ölçtü; bu örneklem, James Webb Uzay Teleskobu ile yapılan karşılaştırılabilir çalışmalardan 440 ila 52.800 kat daha büyük. Düşük kütleli galaksiler arasında, evren yaşlandıkça uzun, puro şeklindeki galaksilerin nadirleştiğini, yassı disklerin ise baskın hale geldiğini doğruladı.

DR1-Foundation’ın çözmediği şeyler

Euclid’in ana hedefi, evrenin hızlanan genişlemesinin açıklanamayan nedeni olan karanlık enerjiyi ölçmek ve karanlık maddeyi kozmik tarih boyunca haritalamaktır. Bu yayın henüz bunu yapmıyor. Zayıf merceklenme haritaları ve galaksi kümelenmesi dahil olmak üzere kozmoloji için gereken ölçümler hâlâ üretim aşamasında ve tam ilk veri yayınıyla birlikte gelecek.

Merceklerin kendileri hâlâ aday. Yalnızca A dereceli sistemler kesin olarak derecelendirilmiş durumda ve keşif ekibi, uzman derecelendirmesinin öznel kaldığını, bu nedenle bireysel denetçilerin önyargılarını düzelttiklerini yazıyor. Arama ayrıca bazı gerçek mercekleri de kaçırdı. Ekip, bölgedeki kesin sistemlerin yaklaşık %73’ünü bulduğunu, geri kalanların muhtemelen daha sönük veya daha belirsiz olduğunu tahmin ediyor. Bireysel sistemleri doğrulamak, tayflar da dahil olmak üzere takip gözlemlerini gerektirecek.

Bilimsel makaleler ön baskıdır. Verilerle birlikte yayımlanan sekiz bilim makalesi ve 18 teknik makale, Astronomy & Astrophysics dergisinin özel bir sayısı için hazırlanmıştır ve henüz akran değerlendirmesini tamamlamamıştır.

Gökyüzü kapsamı da kısmi. Planlanan taramanın %14’ü olan örneklem, tüm gökyüzünü temsil etmeyebilir ve konsorsiyum bilim insanları, işlemeyi kontrol ederken veri kalitesi diğerlerinden farklı olan birkaç bölge buldu.

Fransız Alternatif Enerjiler ve Atom Enerjisi Komisyonu’nda (CEA) astrofizikçi ve Euclid Konsorsiyumu lideri Marc Sauvage, “Bu, Euclid’in nihai olarak sunmayı amaçladığının yalnızca %14’ü, ancak on yıldan fazla bir süre önce Euclid’in destekleyeceği bilimsel çabaların kapsamı hakkında verilen sözlerin gerçekleşmeye başladığını şimdiden görebiliyoruz,” dedi.

Euclid’in ilk veri yayını hakkında sorular

Euclid’in DR1-Foundation yayınında ne var?

Yaklaşık 13 aylık gözlem, 1.900 derece karelik gökyüzü alanını kapsıyor: yaklaşık 10.000 bilimsel görüntü, 900 milyondan fazla galaksi dahil bir milyardan fazla cismin katalogları, 160 milyondan fazla kaynağa ait tayflar, yaklaşık 15.000 güçlü mercek adayı ve 60 milyondan fazla kuasar adayı. Toplamda yaklaşık 1,7 milyon gigabayt tutarında.

Güçlü kütleçekimsel mercek nedir?

Büyük kütleli bir ön plan galaksisinin, arkasındaki çok uzak bir galaksinin ışığını bükmesiyle oluşur; böylece arka plan galaksisi yaylar, bir halka veya birkaç kopya halinde görünür. Bükülme miktarı, karanlık maddesi de dahil olmak üzere ön plan galaksisinin toplam kütlesini ortaya çıkarır ve büyütme, gökbilimcilerin aksi takdirde çok sönük olacak arka plan galaksilerini incelemesine olanak tanır.

Euclid şimdiye kadar kaç galaksi haritaladı?

Bu yayında, planlanan tarama alanının yaklaşık %14’ünü kapsayan 900 milyondan fazla galaksi kataloglanmıştır. ESA, tam görevin yaklaşık 1,5 milyar galaksiyi kataloglamasını bekliyor.

Herkes Euclid verilerini kullanabilir mi?

Evet. ESA, yayını kamuya açık hale getirdi ve Euclid Veri Alanı platformunda barındırıyor; kullanıcılar burada görüntüleri, katalogları ve tayfları indirmeden keşfedebilir, görselleştirebilir ve analiz edebilir.

Euclid karanlık enerjiyi ne zaman ölçecek?

Bu yayınla değil. ESA ve Euclid Konsorsiyumu, zayıf merceklenme ve galaksi kümelenmesine dayalı ilk kozmoloji sonuçlarını, 2027 ortasında yapılması planlanan tam ilk veri yayını için planlıyor.

Kozmoloji sonuçları 2027 ortasında gelecek

Euclid, Temmuz 2023’te fırlatıldı ve 14 Şubat 2024’te rutin tarama çalışmalarına başladı. Bu yayındaki gözlemler 2024 baharı ile 2025 baharı arasında toplandı ve ESA bunları 12 Kasım 2026’da yayımladı. İlk kozmoloji sonuçlarını içeren tam DR1’in 2027 ortasında, yaklaşık üç kat daha fazla gökyüzü alanına sahip DR2’nin ise 2029’da yayımlanması planlanıyor.

İlk güçlü mercek olan İkiz Kuasar, 1979’da tespit edildi. Euclid’in altı yıllık taramasının sonunda, her biri bir galaksinin karanlık maddesini tartmak için doğal bir terazi görevi gören 100.000’den fazla yüksek güvenilirlikli mercek adayı bulması bekleniyor.

Kaynak: Euclid Collaboration: Lines et al., “Euclid Data Release 1 (DR1). Euclid Lens Identification Pipeline and Scientific Exploration (ECLIPSE) A: Strong lens catalogue overview,” submitted to Astronomy & Astrophysics, 2026. arXiv:2611.15883. DOI: 10.48550/arXiv.2611.15883

Etiketler: astronomi, esa, karanlık madde, euclid, karanlık enerji, galaksiler