Antarktika Buz Tabakası Nasıl Evrenin Derinliklerine Pencere Oldu?

Bu ödül, bu kar kıtasının bir asırdır uzay bilimleri için ne kadar kritik bir 'geçit' olduğunu bir kez daha gözler önüne serdi.

Antarktika: Yerin Üzerindeki Uzay Benzeri Ortam

Bilim insanları, 20. yüzyılın başından bu yana Antarktika’nın koşullarını gezegenlerarası yerleşim ve keşifler için birer “benzetme modeli” olarak değerlendiriyor. Bölgeye ilk kez 1901 yılında ayak basan Avustralyalı fizikçi Louis Bernacchi, Antarktika’da bulunmayı “başınızda ölü bir sessizlik, ayaklarınızın altında ölü bir sessizlik” sözleriyle tasvir ederek Ay’daki koşullara dair erken bir öngörüde bulunmuştu.

Bu bakış açısı, 1960'larda NASA yetkililerinin de dikkatini çekti. NASA'dan Ernst Stuhlinger 1968'de 'bu, Yeryüzünde Ay koşullarına en çok benzediğimiz yer' diyerek Apollo programı hazırlıkları için Antarktika'yı referans gösterdi.

1975-76 Viking Mars görevi öncesinde birden fazla mikrobiyolog, Antarktika'nın McMurdo Kuru Vadileri'nde araştırma yaptı. Bölgenin Mars'a son derece benzediği inancıyla yapılan bu çalışmalar, günümüzde de uzay teknolojilerinin test edilmesinde sürüyor.

Bu buzullar; uzay giysileri, robotik sistemler ve uzayda gıda üretim tesislerinin denendi doğal laboratuvarlar hâline geliyor.

Antarktika'da çalışan personelin uzun süreli izolasyon ve küçük grup dinamiklerinin psikolojik etkileri, uzay görevlerindeki astronotlar için önemli bir veri kaynağı sunuyor. Hatta 1967 Uzay Antlaşması, 1959 Antarktika Antlaşması'nı esas alarak, bilimsel araştırma amacıyla ayrılmış bölgelerin paylaşımını düzenlemiştir.

Meteorit Avı: Ay ve Mars'tan Parçalar Elde Etmek

Antarktika'nın mavi buz alanları, yeryüzüne düşen meteoritleri toplama konusunda dünyanın en verimli yerlerindendir. Bu alanlar kıtanın yüzey buzunun yaklaşık %1'ini oluşturur ve genellikle dağlık bölgelerde yer alır.

Güçlü katabatik rüzgârlar kar tabakasını kaldırarak buzları gün yüzüne çıkarır. Koyu renkli meteoritler, bu açığa çıkan açık mavi buz üzerinde kolayca fark edilir. Ayrıca buzulların hareketiyle taşınan uzay kayaçları da bu bölgelerde yoğunlaşır.

Modern Antarktika meteorit biliminin temeli, 1969 yılında Japonya'nın 10. Antarktika Araştırma Expedisyonu'nun Yamato Dağları'nda 9 meteorit keşfetmesiyle atıldı. Bu sürecin ardından 1976'da jeolog William Cassidy, ABD'nin resmi meteorit arama programını kurdu.

Programın erken üyelerinden jeolog Ursula Marvin, 'gelecek uzay görevlerini beklerken, yılda bir Antarktika seferi yaparak gezegen numunelerimizin yelpazesini şık bir şekilde genişletiyoruz' demişti.

Bu çabalar 1982'de Allan Hills A81005 adlı, dünyada bulunup kökeni kanıtlanmış ilk Ay meteoritini ve Mars kökenli meteoritleri de getirdi. Mars kökenli bir meteorit, 1990'ların ortalarında bazı bilim insanlarının fosilleşmiş mikrobiyal hayat kanıtı taşıdığını öne sürmesiyle medya çığırı yaratmıştı.

Güney Kutbu: Astronomi İçin Dünyanın En Temiz Camı

Antarktika'nın iç bölgeleri, düşük rüzgar hızı, kış aylarında sürekliliğini koruyan doğal karanlık ve yüksek derecede stabil olup şeffaf bir atmosfere sahiptir. Bu özel koşullar, yeryüzü tabanlı cihazların kozmik sinyalleri alması açısından nadir bulunan bir üstünlük sunar.

1990'lı yıllardan bu yana kıta, geniş bir sensör ve teleskop yelpazesi barındıran bir astronomi merkezi haline geldi.

2007'de faaliyetine başlayan Güney Kutbu Teleskobu (SPT), atmosferin ince ve kuru yapısındaki avantajı ile uzun karanlık ayları verimli bir şekilde kullanarak hem kozmik mikrodalga arka plan ışınımını hem de evrenin hızlanan genişlemesine yol açan karanlık enerjiyi ölçüyor. Teleskop, 2019 yılında Event Horizon Teleskop ortaklığıyla elde edilen ilk kara delik görüntüsünün kaydedilmesinde de hayati öneme sahip verileri sunmuştu.

Son yıllarda Japonya, Çin, Fransa ve İtalya'nın işlettiği istasyonlarda da yıldız ve gezegen gözlemi için büyüklüğü artan optik teleskoplar kuruldu.

Kıta içindeki Antarktika Platosu'nda 1990'lardan beri kurulu PENGUIn manyetometre dizisi ise aşırı uzay hava olaylarını ve Dünya'ya yakın uzay ortamını inceliyor. Kıyıya yakın McMurdo'da 1960'tan beri çalışan ve 2017'de Kore'nin Jang Bogo İstasyonu'na taşınan 'CosRay' gözlemi, Güneş Sistemi dışından gelen düşük enerjili kozmik ışınları sürekli izliyor.

IceCube: Buzun İçindeki Küp Kilometre Teleskop

IceCube; 14 ülkeden 58 kurum ve 450 fizisyenin yer aldığı, başta Wisconsin Üniversitesi olmak üzere uluslararası düzeyde yürütülen bir araştırma işbirliğidir. Projenin temelleri 1987’ye uzanır. Bu dönemde Francis Halzen, Antarktika Muon ve Nötrino Dedektör Dizisi (AMANDA) fikrini ortaya koymuş ve kutup buzunun bir teleskobun temel unsuru olarak kullanılabileceğini test etmiştir.

Nötrinolar, 1956'da deneysel olarak ilk kez tespit edilen, uzayda seyir halindeyken elektronlar ve atom çekirdekleriyle nadiren etkileşime giren temel parçacıklardır.

AMANDA, 1993'te Amundsen-Scott Güney Kutbu İstasyonu'nda yapımına başlanan ve buz katmanlarının derinliklerine gömülen bir deneimdi. Sistem, 19 ipliğe takılı 677 optik sensörden meydana geliyordu. Bu ipliklerin yerleştirilmesi sırasında, önce buzda açılan deliklerden sıcak su yöntemiyle modüller indirildi; ardından deliklerin tekrar donması ile sensörler dondurulmuş buz içinde sabitlendi.

Sensörler, bir nötrino proton ya da nötronla çarpışarak yükseklikli parçacıklar ürettiğinde ortaya çıkan zayıf ışımsı yayılım olan Çerenkov ışınımını bekler.

AMANDA deneyinden elde edilen bulguların ardından Francis Halzen ve ekibi, 2001 yılında projenin kapsamını yaklaşık bir kübik kilometre buz hacmine yayılacak şekilde genişletmeyi önerdi. IceCube adıyla bilinen bu devasa girişim, 2004-2011 yılları arasında aşama aşama yapılandırıldı.

Daha geniş sensör ağı sayesinde bilim insanları nötrinoları sadece tespit etmiyor, aynı zamanda yön, enerji ve türlerini de belirleyebiliyor.

Bu da bazı nötrinoların uzaydaki uzak kaynaklarına geri izlenmesini mümkün kılıyor. IceCube, süpernova olayları, galaksi oluşumu, Büyük Patlama, karanlık madde ve nötrino’nun kendi özellikleriyle ilgili temel sorulara ışık tutuyor.