HD1, kırmızı nesne, yakınlaştırılan görüntünün merkezinde görünür. Kredi bilgileri: Harikane ve ark.
Sadece ~ 300 milyon yıl sonra parlıyor Büyük patlamaevrendeki en eski yıldızlara ev sahipliği yapabilir veya bir süper kütleli olabilir. Kara delik.
Astrofizik Merkezi’ndeki araştırmacılar da dahil olmak üzere uluslararası bir gökbilimciler ekibi | Harvard & Smithsonian, şimdiye kadarki en uzak astronomik nesneyi tespit etti: bir galaksi.
Adı HD1 olan gökada adayı yaklaşık 13,5 milyar ışıkyılı uzaklıkta ve bugün (7 Nisan 2022) Astrofizik Dergisi. Dergide yayınlanan ek bir makalede Kraliyet Astronomi Topluluğu Mektuplarının Aylık Bildirimleribilim adamları galaksinin tam olarak ne olduğunu tahmin etmeye başladılar.
Ekip iki fikir öne sürüyor: HD1 şaşırtıcı bir hızla yıldızlar oluşturuyor olabilir ve muhtemelen şimdiye kadar hiç gözlemlenmemiş olan evrenin ilk yıldızları olan Popülasyon III yıldızlarına bile ev sahipliği yapıyor. Alternatif olarak, HD1, Güneşimizin kütlesinin yaklaşık 100 milyon katı kadar süper kütleli bir kara delik içerebilir.
Kitabın baş yazarı Fabio Pacucci, “Bu kadar uzaktaki bir kaynağın doğası hakkında soruları yanıtlamak zor olabilir” diyor. MNRAS çalışma, ApJ ile ilgili keşif makalesinde ortak yazar ve Astrofizik Merkezi’nde bir astronom. “Bu, bir geminin karada uzaklarda, fırtınanın ortasında ve yoğun sis içindeyken, dalgalandırdığı bayraktan milliyetini tahmin etmeye benzer.
Bayrağın bazı renklerini ve şekillerini görebilir, ancak bütünüyle değil. Sonuç olarak, uzun bir analiz oyunu ve mantıksız senaryoların dışlanması.
HD1, ultraviyole ışıkta son derece parlaktır. Bunu açıklamak için, “orada bazı enerjisel süreçler meydana geliyor ya da daha iyisi, milyarlarca yıl önce meydana geldi” diyor Pacucci.
İlk başta, araştırmacılar HD1’in standart bir yıldız patlaması gökadası, yüksek oranda yıldız oluşturan bir gökada olduğunu varsaydılar. Ancak HD1’in kaç yıldız ürettiğini hesapladıktan sonra, “inanılmaz bir oran elde ettiler – HD1, her yıl 100’den fazla yıldız oluşturacaktı. Bu, bu galaksiler için beklediğimizden en az 10 kat daha yüksek.”
Ekip, o zaman HD1’in normal, günlük yıldızlar oluşturmadığından şüphelenmeye başladı.
Pacucci, “Evrende oluşan ilk yıldız popülasyonu, modern yıldızlardan daha büyük, daha parlak ve daha sıcaktı” diyor. “HD1’de üretilen yıldızların bu ilk veya Popülasyon III yıldızları olduğunu varsayarsak, özellikleri daha kolay açıklanabilir. Aslında, Popülasyon III yıldızları normal yıldızlardan daha fazla UV ışığı üretebilir ve bu da HD1’in aşırı ultraviyole parlaklığını netleştirebilir.”
Ancak süper kütleli bir kara delik, HD1’in aşırı parlaklığını da açıklayabilir. Muazzam miktarda gaz yutarken, kara deliğin etrafındaki bölge tarafından yüksek enerjili fotonlar yayılabilir.
Eğer durum buysa, şu anki rekor sahibine kıyasla Big Bang’e çok daha yakın zamanda gözlemlenen, insanlık tarafından bilinen en eski süper kütleli kara delik olacaktır.
Zaman Çizelgesi, en eski galaksi adaylarını ve evrenin tarihini gösterir. Kredi: Harikane ve diğerleri, NASA, EST ve P. Oesch/Yale
Astrofizik Merkezi’nde bir astronom ve MNRAS çalışmasının ortak yazarı Avi Loeb, “HD1, erken evrenin doğum odasındaki dev bir bebeği temsil eder” diyor. “Rekordaki en yüksek kuasar kırmızıya kaymasını neredeyse iki kat aşıyor, olağanüstü bir başarı.”
HD1, Subaru Teleskobu, VISTA Teleskobu, Birleşik Krallık Kızılötesi Teleskopu ve Spitzer Uzay Teleskobu ile 1200 saatten fazla gözlem süresinin ardından keşfedildi.
Galaksiyi keşfeden Tokyo Üniversitesi’nden gökbilimci Yuichi Harikane, “700.000’den fazla nesneden HD1’i bulmak çok zor bir işti” diyor. “HD1’in kırmızı rengi, 13,5 milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir galaksinin beklenen özelliklerine şaşırtıcı derecede iyi uyuyor ve onu bulduğumda tüylerimi diken diken ediyor.”
Ekip daha sonra Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisini kullanarak takip gözlemleri gerçekleştirdi (ALMA) en uzak galaksi için mevcut rekor sahibi GN-z11’den 100 milyon ışıkyılı daha uzak olan mesafeyi doğrulamak için.
Kullanmak James Webb Uzay Teleskobu, araştırma ekibi yakında bir kez daha HD1’i Dünya’dan uzaklığını doğrulamak için gözlemleyecek. Mevcut hesaplamalar doğru çıkarsa, HD1 şimdiye kadar kaydedilen en uzak ve en eski galaksi olacak.
Aynı gözlemler, ekibin HD1’in kimliğini daha derine inmesine ve teorilerinden birinin doğru olup olmadığını doğrulamasına izin verecek.
Loeb, “Büyük Patlama’dan birkaç yüz milyon yıl sonra oluşan HD1’deki bir kara delik, eşi görülmemiş bir hızla devasa bir tohumdan büyümüş olmalı” diyor. “Bir kez daha, doğa bizden daha yaratıcı görünüyor.”
Referanslar:
Yuichi Harikane, Akio K. Inoue, Ken Mawatari, Takuya Hashimoto, Satoshi Yamanaka, Yoshinobu Fudamoto, Hiroshi Matsuo, Yoichi Tamura, Pratika Dayal, LY Aaron Yung tarafından “A Search for H-Dropout Lyman Break Galaxies at z~12-16” , Anne Hutter, Fabio Pacucci, Yuma Sugahara ve Anton M. Koekemoer, 7 Nisan 2022, Astrofizik Dergisi.
DOI:
arXiv:2112.09141
“Yeni Keşfedilen z∼13 Bırakma Kaynakları Yıldız Patlaması Galaksileri veya Kuasarlar mı?” Fabio Pacucci, Pratika Dayal, Yuichi Harikane, Akio K. Inoue ve Abraham Loeb, 7 Nisan 2022, .
DOI:
arXiv:2201.00823
Astrofizik Merkezi Hakkında | Harvard ve Smithsonian
Astrofizik Merkezi | Harvard & Smithsonian, insanlığın evrenin doğası hakkında çözülmemiş en büyük sorularını sormak ve nihayetinde cevaplamak için tasarlanmış Harvard ve Smithsonian arasındaki bir işbirliğidir. Astrofizik Merkezi’nin merkezi Cambridge, MA’dadır ve ABD ve dünya çapında araştırma tesisleri bulunmaktadır.