NASA’nın Romanı ile erken evrende galaksi büyümesinin incelenmesi

Amerikan Vahşi Batı’sında öğle vakti düello ve hesaplaşma zamanıydı. Evrenin tarihi söz konusu olduğunda, kozmik öğlen farklı türden havai fişeklere sahne oldu. Büyük patlamadan yaklaşık 2 ila 3 milyar yıl sonra, çoğu galaksi bir büyüme hamlesinden geçti ve bugün kendi galaksimiz Samanyolu’nda gördüğümüzden yüzlerce kat daha yüksek bir oranda yıldızlar oluşturdu. Mayıs 2027’ye kadar fırlatıldığında, NASA’nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, yıldız oluşumunun en parlak dönemine yeni bakış açıları getirmeyi vaat ediyor.

Kozmik öğle vakti, evren tarihinde önemli bir zamandır çünkü bugün galaksilerin nasıl olduğunu şekillendirmiştir. Ama birçok soru cevapsız kalıyor. Yıldız oluşumu neden zirve yaptı ve sonra azaldı? Neden bazı galaksiler aniden yıldız oluşturmayı bırakırken diğerleri yavaş yavaş söndü? Bu evrimi şekillendirmede galaktik komşuların sayısı gibi yerel etkiler ne kadar önemliydi?

Bu soruları cevaplamak için, gökbilimcilerin çalışmak için o zaman diliminden bol miktarda gökada örneğine ihtiyacı var. Roman’ın gücü, binlerce ilgi çekici nesneyi tek bir görünümde yakalama yeteneğinde yatacaktır. Bu kadar büyük bir anketle, bilim adamlarının tercih ettikleri hedefleri önceden seçip seçmeleri gerekmeyecek ve bu da istenmeyen önyargılara yol açabilecektir.

Amherst’teki Massachusetts Üniversitesi’nde Astronomi yardımcı doçenti Kate Whitaker, “Hubble Uzay Teleskobu’ndan 100 kat daha geniş bir görüş alanına sahip olan Roman, astronomik manzarayı çok verimli olarak değiştirebilir” dedi. Whitaker’ın araştırması, erken evrendeki büyük gökadalarda yıldız oluşumunun düzenlenmesi ve sönme üzerine odaklanıyor.

Roma’nın geniş görüş alanı aynı zamanda gökbilimcilerin, büyümelerinin nasıl hızlandığını ve ardından gelen yavaşlamaların, evrenin büyük ölçekli yapısı olan kozmik “ağ” içindeki konumlarına bağlı olarak nasıl değiştiğini görerek, tek tek gökadaları bağlama oturtmalarına da olanak sağlayacaktır.

Texas, College Station’daki Texas A&M Üniversitesi’nde Astronomi profesörü Casey Papovich, “Bir fotoğraf çekerseniz her şeyi elde edersiniz. İlginç nesnelerin ne ve nerede olduğunu göreceğiz” dedi. Papovich’in araştırması, erken evrendeki galaksilerdeki yıldız kütlesinin büyümesini ve toplanmasını ölçmeyi içeriyor.

Görüntünün Ötesine Geçmek

Görüntüler gökbilimcilerin ilgilendikleri gökadaları tespit etmelerine yardımcı olabilirken, bir gökadanın ışığını bir spektruma yayarak çok daha fazla bilgi toplanabilir. Papovich, San Antonio, Teksas’taki St. Mary Üniversitesi’nden Vicente (Vince) Estrada-Carpenter ve meslektaşlarıyla birlikte, bir galaksideki tüm yıldızlardan ışığın birleştirilmesi için bir tekniğe öncülük etti.

Bir galaksinin tayfını inceleyerek, yıldızlarının yaşlarını, yıldız oluşum tarihçesini, kaç tane ağır kimyasal element içerdiğini ve daha fazlasını öğrenebilirsiniz. Bunu çok sayıda erken gökada için yaparak, gökbilimciler bu hızlı büyüme dönemine neden olan ve sonunda son veren süreçleri öğrenebilirler.

Roma’nın gücü, kütleçekimsel merceklenme adı verilen bir fenomen tarafından ışığı bozulan uzak galaksileri gözlemleyerek daha da artırılabilir. Araya giren bir gökada kümesinin yerçekimi, daha uzak bir gökadadan gelen ışığı büyütebilir ve aydınlatabilir, bu da gökbilimcilerin arka plan gökadasını başka türlü mümkün olandan daha ayrıntılı olarak incelemesine olanak tanır.

Whitaker, bu tekniği Hubble ile birlikte, genç galaksilerin çekirdeklerini onların eteklerine karşı incelemek için kullanıyor. Bu çalışma, yıldız oluşumunun dışarıdan içeriye mi yoksa içeriden dışarıya mı, yani galaksinin eteklerinden merkezine mi yoksa tam tersi mi kapandığını belirlemeye çalışır.

Whitaker, “Galaksi sönmesi – yıldız oluşumunun aniden sona ermesi – kozmolojik zaman ölçeklerinde hızlı bir süreç olabilir. Sonuç olarak, bir tanesini hareket halindeyken yakalamak zordur çünkü çok nadirdirler” dedi. “Roman, bu ender örnekleri bulmamıza yardım edecek.”

Roman’ın uzay temelli görüşü mükemmel keskinlik ve istikrar sağlarken, yer temelli gözlemevleri de kozmik öğlen araştırmalarında devreye girecek. Örneğin, Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi, uzak galaksilerin gaz ve toz içeriğini ölçebilir. Ve gelecekteki 30 metrelik sınıf teleskoplar, çok fazla ışık toplama yetenekleri sayesinde galaksi spektrumundaki enfes detayları ölçebilecekler.

“Roma ve yer tabanlı gözlemevleri birbirini tamamlayacak. Roma, geniş görüş alanlarındaki en ilginç gökadaları tek başına ve verimli bir şekilde belirleyecek ve karakterize edecek. Daha sonra, onları daha ayrıntılı incelemek için yer tabanlı teleskoplarla geri dönebiliriz.” Papovich’i açıkladı.