Webb, Evrenin Erken Galaksileri Üzerindeki Perdeyi Geri Çekiyor

Teleskobun Kızılötesi Görüşü Son Sınırı Araştırıyor

NASA’nın güçlü James Webb Uzay Teleskobu, şimdiye kadar büyük ölçüde gizlenmiş olan beklenmedik derecede zengin bir “keşfedilmemiş erken galaksi ülkesi” buldu.

Webb, ilk oluşan galaksilerin bugün etrafımızda görülen olgun galaksilerden oldukça farklı göründüğü çok zengin bir evreni ortaya çıkarıyor. Araştırmacılar, büyük patlamadan yaklaşık 350 ve 450 milyon yıl sonra var olan son derece parlak iki galaksi buldular. Aşırı parlaklıkları gökbilimciler için şaşırtıcı oldu. Genç galaksiler gazı son derece hızlı bir şekilde yıldızlara dönüştürüyorlar. Samanyolu galaksimizden çok daha küçük olan küresel veya disk şekillerinde sıkıştırılmış görünüyorlar. Yıldız doğumunun başlangıcı, 13.8 milyar yıl önce gerçekleşen büyük patlamadan sadece 100 milyon yıl sonra başlamış olabilir.

Bilim operasyonlarına resmen başladıktan birkaç gün sonra, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, gökbilimcileri şimdiye kadar diğer tüm teleskopların kavrayışının ötesinde gizlenmiş olan erken galaksiler alemine itti.

“Gördüğümüz her şey yeni. Webb bize hayal ettiğimizin ötesinde çok zengin bir evren olduğunu gösteriyor, “diyor Webb programlarından birinin baş araştırmacısı Los Angeles’taki Kaliforniya Üniversitesi’nden Tommaso Treu ve ekliyor. “Bir kez daha evren bizi şaşırttı. Bu erken galaksiler birçok yönden çok sıra dışı.”

Roma, İtalya’daki Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden Marco Castellano ve Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi ve Cambridge, Massachusetts’teki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Rohan Naidu liderliğindeki iki araştırma makalesi yayınlandı. 

Sadece dört günlük analizle, araştırmacılar GLASS-JWST (James Webb Uzay Teleskobu) görüntülerinde son derece parlak iki galaksi buldular. Bu galaksiler, büyük patlamadan yaklaşık 450 ve 350 milyon yıl sonra (sırasıyla yaklaşık 10.5 ve 12.5 kırmızıya kayma ile) var oldular.

“Webb ile, Webb’in ilk verilerini yayınlamasından sadece birkaç gün sonra, herkesin gördüğü en uzak yıldız ışığını bulmak bizi şaşırttı,” diyor Naidu. Önceki rekor sahibi, büyük patlamadan 400 milyon yıl sonra var olan (kırmızıya kayma 11.1) ve 2016 yılında Hubble ve Keck Gözlemevi tarafından derin gökyüzü programlarında tanımlanan galaksi GN-z11’dir.

Castellano, “Tüm tahminlere dayanarak, bu tür galaksileri bulmak için çok daha büyük bir alan hacmi araştırmamız gerektiğini düşündük” diyor.

“Bu gözlemler sadece kafa patlatıyor. Bu astronomide yepyeni bir bölümdür. Arkeolojik bir kazı gibidir ve aniden kayıp bir şehir veya bilmediğiniz bir şey bulursunuz. Bu sadece şaşırtıcı, “diye ekliyor GLASS-JWST makalesinin dördüncü yazarı Paola Santini.

“Bu erken kaynakların mesafelerinin hala spektroskopi ile doğrulanması gerekse de, aşırı parlaklıkları galaksi oluşumu anlayışımıza meydan okuyan gerçek bir bulmacadır,” diyor İsviçre’deki Cenevre Üniversitesi’nden Pascal Oesch, Naidu ve ark. makalesinin ikinci yazarı.

Webb gözlemleri, gökbilimcileri erken evrendeki alışılmadık sayıda galaksinin beklenenden çok daha parlak olduğu konusunda bir fikir birliğine doğru yönlendiriyor. Araştırmacılar, Webb’in sonraki derin gökyüzü araştırmalarında daha erken galaksiler bulmasını kolaylaştıracağını söylüyor.

“İnanılmaz derecede büyüleyici bir şey çiviledik. Bu galaksilerin belki de büyük patlamadan sadece 100 milyon yıl sonra bir araya gelmeye başlaması gerekirdi. Hiç kimse karanlık çağların bu kadar erken sona ereceğini beklemiyordu, “diyor Naidu / Oesch ekibinin bir üyesi olan Santa Cruz’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden Garth Illingworth. “İlkel evren şu anki yaşının sadece yüzde biri kadar olurdu. Bu, 13,8 milyar yıllık evrimleşen kozmostaki bir zaman dilimi.”

Naidu/Oesch ekibinin bir üyesi olan Boulder’daki Colorado Üniversitesi’nden Erica Nelson, “Ekibimiz bu ilk galaksilerin şekillerini ölçebilerek çarpıcı sonuçlar elde etti ; Sakin, düzenli diskleri, ilk galaksilerin kalabalık, kaotik erken evrende nasıl oluştuğuna dair anlayışımızı sorguluyor.” Bu kadar erken zamanlarda kompakt disklerin bu kadar dikkat çekici keşfi, Webb’in Hubble’a kıyasla kızılötesi ışıkta çok daha keskin görüntüleri nedeniyle mümkün oldu.

Treu, “Bu galaksiler Samanyolu’ndan veya bugün etrafımızda gördüğümüz diğer büyük galaksilerden çok farklı” diyor.

Illingworth, bu ekipler tarafından bulunan iki parlak galaksinin çok fazla ışığa sahip olduğunu vurguladı. Bir seçeneğin, daha sonraki galaksiler gibi çok sayıda düşük kütleli yıldızla çok büyük olabilecekleri olduğunu söyledi. Alternatif olarak, Popülasyon III yıldızları olarak bilinen çok daha az olağanüstü parlak yıldızlardan oluşan çok daha az kütleli olabilirler. Uzun zamandır teorize edilen bu yıldızlar, kabarcıklı sıcaklıklarda yanan ve sadece ilkel hidrojen ve helyumdan oluşan, şimdiye kadar doğmuş ilk yıldızlar olacaktı. Yerel evrende böyle aşırı sıcak, ilkel yıldızlar görülmez.

“Gerçekten de, en uzak kaynak çok kompakttır ve renkleri, yıldız popülasyonunun özellikle ağır elementlerden yoksun olduğunu ve hatta bazı Popülasyon III yıldızlarını içerebileceğini göstermektedir. “diyor Castellano et al. makalesinin ikinci yazarı ve GLASS-JWST ekibinin bir üyesi olan Adriano Fontana.

Bu iki galaksiye mevcut Webb uzaklık tahminleri, kızılötesi renklerini ölçmeye dayanmaktadır. Sonunda, genişleyen evrende ışığın nasıl gerildiğini gösteren takip spektroskopisi ölçümleri, bu kozmik ölçüt ölçümlerinin bağımsız doğrulamasını sağlayacaktır.

İlhan Vardar

Kaynak :  NASA, ESA, CSA, STScI  Sürüm Kimliği: 2022-044