İtalyan Astrofizikçi Sofia Fatigoni, Amundsen-Scott İstasyonu'nda Kozmik Mikrodalga Arka Planını İnceliyor

İtalyan astrofizikçi Sofia Fatigoni, Güney Kutbu'nda yer alan ve rüzgar soğutmasıyla sıcaklıkların düzenli olarak -50°C'ye düştüğü Amundsen-Scott İstasyonu'nda son derece kritik öneme sahip Kozmik Mikrodalga Arka Planı (KMA) araştırmaları yürütüyor. Deniz seviyesinden 2835 metre yükseklikte, Antarktika Buz Levhası üzerinde konuşlanmış olan bu üs, kutbu 1911 ve 1912 yıllarında keşfeden kaşiflerin anısına adlandırılmıştır.

Bu bölgenin aşırı koşulları; yani dondurucu soğuk ve coğrafi izolasyon, atmosferdeki kirliliği ve nemi minimuma indirerek astronomik gözlemler için emsalsiz bir ortam sunmaktadır. Dr. Fatigoni'nin ana odak noktası, BICEP Array teleskop projesidir. Bu projenin temel amacı, KMA içinde kayıtlı olan ilkel kütleçekimsel dalgaların izlerini saptamaktır. Kozmolojik modeller uyarınca, bu dalgaların Evren'in Büyük Patlama'dan hemen sonraki ilk anlarında, yani kozmik enflasyon döneminde oluştuğu düşünülmektedir.

KMA'nın B-modu polarizasyonunun tespit edilmesi, enflasyon teorisi için doğrudan deneysel bir kanıt sağlayacaktır. Kozmik mikrodalga arka planı, diğer adıyla evrenin kalıntı ışınımı, Büyük Patlama'dan yaklaşık 380 bin yıl sonra gerçekleşen 'son saçılma' anından kalan termal enerjiyi temsil eder. Bu ışınımın spektrumu, 2,725 Kelvin sıcaklığa sahip mükemmel bir kara cisim radyasyonuna uyum göstermektedir.

BICEP Array projesi, daha önceki BICEP1 (2006–2008) ve BICEP2 (2010–2012) deneylerinin bir devamı niteliğindedir. Mevcut dizi, dördü kriyojenik teleskoptan oluşmaktadır; bunlardan ilki 2019'da, ikincisi ise 2022'de veri toplamaya başlamıştır. Bu enstrümanlar, ilkel kütleçekimsel dalgaların sinyalini, daha önce BICEP2 verilerinin analizini etkileyen galaktik toz gibi parazitlerden ayırmak amacıyla KMA polarizasyonunu yüksek hassasiyetle ölçmeyi hedeflemektedir. Bu toz kaynaklı etkiler, 2014'teki BICEP2 analizlerinde önemli bir zorluk teşkil etmişti.

ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından ABD Antarktika Programı (USAP) kapsamında yönetilen istasyondaki yaşam, altı aylık geceyi altı aylık gündüz takip eden döngüsüyle Mars koşullarını aratmamaktadır. Yaz aylarında 150 kişiye kadar kapasiteye sahip olan üs, kışın ise yaklaşık 50 kişiyle faaliyet gösterir; bu kış ekibi, Şubat ortasından Ekim sonuna kadar tamamen dış dünyadan izole kalır. Buz levhasının yılda yaklaşık 10 metre hareket etmesi nedeniyle, coğrafi Güney Kutbu işaretleyicisinin her yıl yeniden ayarlanması gerekmektedir. Bu benzersiz konum, IceCube nötrino gözlemevi gibi tesislerin çalışmalarını da kapsayan astrofizik araştırmaları için vazgeçilmezdir.

Sofia Fatigoni ve meslektaşlarının yürüttüğü bu araştırmalar, Evren'in en erken anlarına ışık tutma çabası taşıdığından, temel bir öneme sahiptir. Kütleçekimsel dalgaların neden olduğu B-modlarının başarılı bir şekilde tespit edilmesi, enflasyon modelini spekülatif bir kavram olmaktan çıkarıp, ampirik olarak kanıtlanmış bir gerçeğe dönüştürerek kozmolojide yepyeni bir çağın kapılarını aralayacaktır.