James Webb Uzay Teleskobu galaksi evrimine, kara deliklere ışık tutuyor

Beş gökadadan oluşan görsel bir grup olan Stephan Beşlisi, en iyi tatil klasiği filmi “It’s a Wonderful Life”da öne çıkmasıyla tanınır. Bugün, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, Stephan’ın Beşlisini yeni bir ışık altında ortaya koyuyor. Bu muazzam mozaik, Webb’in bugüne kadarki en büyük görüntüsü olup, Ay’ın çapının yaklaşık beşte birini kaplamaktadır. 150 milyondan fazla piksel içerir ve yaklaşık 1.000 ayrı görüntü dosyasından oluşturulur. Webb’den alınan bilgiler, galaktik etkileşimlerin erken evrende galaksi evrimini nasıl yönlendirmiş olabileceğine dair yeni bilgiler sağlıyor.

Güçlü, kızılötesi görüşü ve son derece yüksek uzaysal çözünürlüğü ile Webb, bu gökada grubunda daha önce hiç görülmemiş ayrıntıları gösterir. Milyonlarca genç yıldızın parıldayan kümeleri ve taze yıldız doğumunun yıldız patlaması bölgeleri görüntüyü süslüyor. Gaz, toz ve yıldızların geniş kuyrukları, yerçekimi etkileşimleri nedeniyle birçok galaksiden çekilmektedir. En çarpıcı biçimde, Webb gökadalardan biri olan NGC 7318B kümeyi parçalarken devasa şok dalgalarını yakalar.

Stephan Beşlisi’nin beş gökadası birlikte Hickson Kompakt Grup 92 (HCG 92) olarak da bilinir. “Beşli” olarak adlandırılsa da, galaksilerden sadece dördü gerçekten birbirine yakın ve kozmik bir dansa kapılmış durumda. NGC 7320 olarak adlandırılan beşinci ve en soldaki gökada, diğer dördüne kıyasla oldukça ön planda. NGC 7320, Dünya’dan 40 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer alırken, diğer dört gökada (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B ve NGC 7319) yaklaşık 290 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunmaktadır. Bu, milyarlarca ışıkyılı uzaklıktaki daha uzak galaksilerle karşılaştırıldığında, kozmik açıdan hala oldukça yakındır. Bunlar gibi nispeten yakın galaksileri incelemek, bilim adamlarının çok daha uzak bir evrende görülen yapıları daha iyi anlamalarına yardımcı olur.

Bu yakınlık, gökbilimcilere, tüm gökada evrimi için çok önemli olan gökadalar arasındaki birleşme ve etkileşimlere tanık olmak için halka kenarında bir koltuk sağlar. Bilim adamları, etkileşim halindeki galaksilerin birbirleri içinde yıldız oluşumunu nasıl tetiklediğini ve bu galaksilerdeki gazın nasıl bozulduğunu bu kadar ayrıntılı olarak nadiren görüyorlar. Stephan’s Quintet, tüm galaksiler için temel olan bu süreçleri incelemek için harika bir “laboratuvar”.

Bunun gibi sıkı gruplar, aşırı ısınan, düşen malzemeleri kuasar denilen çok enerjik kara delikleri beslemiş olabilirken, erken evrende daha yaygın olabilirdi. Bugün bile, grubun en üstteki galaksisi olan NGC 7319, Güneş’in kütlesinin 24 milyon katı olan süper kütleli bir kara delik olan aktif bir galaktik çekirdeğe sahiptir. Aktif olarak malzeme çekiyor ve 40 milyar Güneş’e eşdeğer ışık enerjisi yayıyor.

Webb, Yakın Kızılötesi Spektrograf (NIRSpec) ve Orta Kızılötesi Enstrüman (MIRI) ile aktif galaktik çekirdeği çok ayrıntılı olarak inceledi. Bir kamera ve spektrografın bir kombinasyonu olan bu aletlerin bütünleşik alan birimleri (IFU’lar), Webb ekibine bir “veri küpü” veya galaktik çekirdeğin spektral özelliklerinin görüntülerinin bir koleksiyonunu sağladı.

Tıbbi manyetik rezonans görüntülemeye (MRI) çok benzeyen IFU’lar, bilim adamlarının ayrıntılı çalışma için bilgileri birçok görüntüye “dilimlemelerine ve zar atmalarına” izin verir. Webb, aktif kara deliğin yakınındaki sıcak gazı ortaya çıkarmak ve parlak çıkışların hızını ölçmek için çekirdeği çevreleyen toz örtüsünü deldi. Teleskop, kara delik tarafından yönlendirilen bu çıkışları daha önce hiç görülmemiş bir ayrıntı düzeyinde gördü.

Görsel gruplandırmada en soldaki ve en yakın gökada olan NGC 7320’de Webb, tek tek yıldızları ve hatta gökadanın parlak çekirdeğini çözebildi.

Bonus olarak Webb, Hubble’ın Derin Alanlarını andıran binlerce uzak arka plan gökadasından oluşan uçsuz bucaksız bir denizi ortaya çıkardı.

MIRI’den Stephan’s Quintet’in şimdiye kadarki en ayrıntılı kızılötesi görüntüsü ve Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCam) ile birleştiğinde, Webb’den gelen veriler çok sayıda değerli, yeni bilgi sağlayacaktır. Örneğin, bilim adamlarının süper kütleli kara deliklerin beslenme ve büyüme hızını anlamalarına yardımcı olacak. Webb ayrıca yıldız oluşum bölgelerini çok daha doğrudan görüyor ve şimdiye kadar elde edilmesi imkansız olan bir ayrıntı seviyesi olan tozdan kaynaklanan emisyonu inceleyebiliyor.

Pegasus takımyıldızında bulunan Stephan’s Quintet, Fransız astronom Édouard Stephan tarafından 1877’de keşfedildi.