Gökbilimciler, şimdiye kadarki en uzak galaksi dönüşünü tespit ederek, dönme hareketi gelişiminin ilk aşamasını öneriyor.
Teleskoplar daha gelişmiş ve güçlü hale geldikçe gökbilimciler daha uzak galaksileri tespit edebildiler. Işık sonlu bir hızla hareket ettiğinden ve nesneleri ışık yayıldığı zamanki gibi gördüğümüz için, bir şey ne kadar uzaktaysa, zamanda o kadar geriye gidiyoruz demektir. Bu nedenle, bu çok uzak galaksiler, evren genişledikçe bizden uzaklaşmaya başlayan evrenimizde oluşan en eski galaksilerden bazılarıdır.
Aslında, mesafe ne kadar büyükse, bir galaksi bizden o kadar hızlı uzaklaşıyormuş gibi görünür. İlginç bir şekilde, bir galaksinin ne kadar hızlı hareket ettiğini ve ne zaman oluştuğunu, emisyonunun ne kadar “kırmızıya kaydığını” temel alarak tahmin edebiliriz. Bu kırmızıya kayma, bir gözlemciden uzaklaşan nesnelerin gözlemciye daha uzun dalga boylarına doğru kaymış görünen ışığı yaydığı (dolayısıyla “kırmızıya kayma” terimi) “Doppler etkisi” adı verilen bir olguya benzer.
Şili’deki Atacama Çölü’nün ortasında bulunan Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) teleskop, özellikle galaksi emisyonlarındaki bu tür kırmızıya kaymaları gözlemlemek için çok uygundur. Yakın zamanda, uluslararası bir araştırma ekibi, uzak bir gökada olan MACS1149-JD1’in (bundan sonra JD1 olarak anılacaktır) kırmızıya kaymış emisyonlarını gözlemledi ve bu onları bazı büyüleyici sonuçlara götürdü. Ellis, “Yüksek kırmızıya kayma, yani çok uzak galaksileri bulmanın ötesinde, gazların ve yıldızların iç hareketlerini incelemek, mümkün olan en erken evrende galaksi oluşum sürecini anlamak için motivasyon sağlıyor” diye açıklıyor.
Uluslararası araştırmacılardan oluşan ekipte, Japonya’daki Waseda Üniversitesi’nden Profesör Akio Inoue ve yüksek lisans öğrencisi Tsuyoshi Tokuoka, Japonya’daki Tsukuba Üniversitesi’nden Dr. Takuya Hashimoto, University College London’dan Profesör Richard S. Ellis ve bir araştırma görevlisi olan Dr. Nicolas Laporte yer aldı. İngiltere Cambridge Üniversitesi’nde öğretim üyesi. Çalışmalarının bulguları yayınlandı Astrofizik Dergi Mektupları.
Big Bang’den sonra en eski galaksiler geldi. Evrenin genişlemesi nedeniyle, bu galaksiler bizden uzaklaşıyor. Bu, emisyonlarının kırmızıya kaymasına (daha uzun dalga boylarına doğru kaymasına) neden olur. Bu kırmızıya kaymaları inceleyerek, galaksilerin uzaklıklarının yanı sıra içindeki “hareket”i de karakterize etmek mümkündür. Yeni bir çalışmada, Waseda Üniversitesi’ndeki gökbilimciler, şimdi böyle uzak bir galaksinin olası bir dönme hareketini ortaya çıkardılar. Kredi bilgileri: Waseda Üniversitesi
Galaksi oluşumu gazın birikmesiyle başlar ve bu gazdan yıldızların oluşmasıyla devam eder. Zamanla, yıldız oluşumu merkezden dışa doğru ilerler, bir galaktik disk gelişir ve galaksi belirli bir şekil alır. Yıldız oluşumu devam ederken, dönen diskte daha yeni yıldızlar oluşurken, eski yıldızlar orta kısımda kalır. Yıldız nesnelerinin yaşını ve galaksideki yıldızların ve gazın hareketini inceleyerek galaksinin ulaştığı evrim aşamasını belirlemek mümkündür.
İki aylık bir süre boyunca bir dizi gözlem gerçekleştirdikten sonra, gökbilimciler galaksinin içindeki konumdan konuma “kırmızıya kayma”daki küçük farklılıkları başarıyla ölçtüler. JD1’in rotasyonun hakim olduğu bir galaksi için kriteri karşıladığını buldular. Daha sonra bilim adamları galaksiyi dönen bir disk olarak modellediler ve gözlemleri çok iyi bir şekilde yeniden ürettiğini keşfettiler. Hesaplanan dönüş hızı, aracın dönüş hızıyla karşılaştırıldığında, saniyede yaklaşık 50 kilometre (saatte 110.000 mil) idi. Samanyolu saniyede 220 kilometre disk (saatte 500.000 mil). Ekip ayrıca JD1’in çapını yalnızca 3.000 ışıkyılı ile ölçtü; bu, Samanyolu’nun 100.000 ışıkyılı çapındaki çapından çok daha küçük.
Sonuçlarının önemi, JD1’in açık ara farkla en uzak ve dolayısıyla dönen bir gaz ve yıldız diskine sahip olan en eski kaynak olmasıdır. Araştırma literatüründe daha yakın sistemlerin benzer ölçümleriyle birlikte, bu, ekibin kozmik tarihimizin %95’inden fazlasında dönen galaksilerin kademeli gelişimini betimlemesine izin verdi.
Ayrıca, galaksinin dönüş hızından tahmin edilen kütle, daha önce galaksinin spektral imzasından tahmin edilen yıldız kütlesi ile aynı doğrultudaydı ve ağırlıklı olarak yaklaşık 300 milyon yıl önce oluşan “olgun” yıldızlardan geliyordu. Hashimoto, “Bu, JD1’deki yıldız popülasyonunun kozmik çağın daha da erken bir döneminde oluştuğunu gösteriyor” diyor.
Inoue, “JD1’in dönüş hızı, daha sonraki dönemlerdeki galaksilerde ve Galaksimizde bulunanlardan çok daha yavaştır ve JD1’in dönme hareketi geliştirmenin ilk aşamasında olması muhtemeldir” diyor. Yakın zamanda başlatılan James Webb Uzay Teleskobugökbilimciler şimdi galaksi oluşumu senaryolarını doğrulamak ve güncellemek için galaksideki genç ve yaşlı yıldızların yerlerini belirlemeyi planlıyorlar.
Yeni keşifler kesinlikle ufukta!
Referans: Ore Gottlieb, Matthew Liska, Alexander Tchekhovskoy, Omer Bromberg, Aretaios Lalakos, Dimitrios Giannios ve Philipp Mösta tarafından yazılan “Kara Delikten Fotoğraf Küreye: Çarpışanların 3D GRMHD Simülasyonları Titreme ve Hibrit Kompozisyon Jetlerini Ortaya Çıkarıyor”, 29 Haziran 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac7530