James Webb teleskobu, gökada kümelerindeki hayaletimsi ışığın benzersiz bir görüntüsünü üretir

Gökada kümelerinde, kümedeki gökadalar arasında üretilen büyük gelgit kuvvetleri tarafından çekildikleri için galaksiler arası uzaya doğru dolaşan yıldızların bir kısmı vardır. Bu yıldızların yaydığı ışığa küme içi ışık (ICL) denir ve son derece zayıftır. Parlaklığı, Dünya’dan gözlemleyebileceğimiz en karanlık gökyüzünün parlaklığının %1’inden azdır. Uzaydan alınan görüntülerin onu analiz etmek için çok değerli olmasının bir nedeni de budur.

Kızılötesi dalga boyları, gökada kümelerini görünür ışıktan farklı bir şekilde keşfetmemizi sağlar. Kızılötesi dalga boylarındaki verimliliği ve JWST’nin görüntülerinin keskinliği sayesinde, IAC araştırmacıları Mireia Montes ve Ignacio Trujillo, SMACS-J0723.3-7327’nin küme içi ışığı eşi görülmemiş bir ayrıntı düzeyiyle keşfetmeyi başardılar. Aslında bu kümenin merkezinin JWST’sinden alınan görüntüler, Hubble Uzay Teleskobu tarafından elde edilen önceki görüntülerin iki katı derinlikte.

Makalenin ilk yazarı Mireia Montes, “Bu çalışmada, çok sönük bir nesneyi gözlemlemek için JWST’nin büyük potansiyelini gösteriyoruz” diye açıklıyor. “Bu, çok daha uzaktaki gökada kümelerini çok daha ayrıntılı bir şekilde incelememizi sağlayacak” diye ekliyor.

Araştırmacılar, bu son derece sönük “hayalet” ışığı analiz etmek için ve ayrıca yeni uzay teleskobunun gözlem kabiliyetine ihtiyaç duyması için, mevcut yöntemleri geliştiren yeni analiz teknikleri geliştirdiler. Mireia, “Bu çalışmada, zayıf ve uzamış bir yapı olduğu için küme içi ışığı inceleyebilmek için JWST görüntülerinde bazı ekstra işlemler yapmamız gerekti. Bu, ölçümlerimizde sapmaları önlemenin anahtarıydı” diyor.

Elde edilen veriler sayesinde araştırmacılar, galaksi kümeleri kadar kütleli yapıların oluşumuna giden süreçleri incelemek ve anlamak için küme içi ışığın potansiyelini gösterebildiler. “Bu dağınık ışığı analiz ettiğimizde, kümenin iç kısımlarının büyük kütleli gökadaların birleşmesiyle oluştuğunu, dış kısımların ise bizim Samanyolu’muza benzer gökadaların birikmesinden kaynaklandığını bulduk” diyor.

Ancak bu gözlemler, yalnızca galaksi kümelerinin oluşumu hakkında değil, aynı zamanda evrenimizin gizemli bir bileşeni olan karanlık maddenin özellikleri hakkında da ipuçları sunuyor. Küme içi ışığı yayan yıldızlar, kümenin yerçekimi alanını takip eder, bu da bu ışığı, bu yapılardaki karanlık maddenin dağılımının mükemmel bir izleyicisi yapar.

Makalenin ikinci yazarı Ignacio Trujillo, “JWST, bu devasa yapılardaki karanlık maddenin dağılımını benzeri görülmemiş bir hassasiyetle karakterize etmemize ve temel doğasına ışık tutmamıza izin verecek.”

Kağıt yayınlandı Astrofizik Dergi Mektupları.