Aydınlık birleşen gökadaların ‘motoru’ ilk kez belirlendi

Araştırmacılar, parlak bir birleşen gökada IIZw096’da kozmik toz tarafından gizlenen güçlü bir enerji kaynağının kesin konumunu belirlemek için James Webb Uzay Teleskobu’nu kullandılar.

Yaklaşık 500 milyon ışıkyılı uzaklıkta, Delphinus takımyıldızının yakınında iki gökada çarpışıyor. Birleşen gökada IIZw096 olarak bilinen bu parlak fenomen, kozmik toz tarafından gizleniyor, ancak araştırmacılar ilk olarak 12 yıl önce parlak, enerjik bir ışık kaynağı belirlediler. Ekip şimdi daha gelişmiş bir teleskopla (gözlemlerine Temmuz 2022’de başlayan James Webb Uzay Teleskobu) birleşen galaksinin “motoru” olarak adlandırdıkları şeyin tam yerini belirledi.

Sonuçlarını 15 Kasım 2022’de yayınladılar. Astrofizik Dergi Mektupları.

Hiroşima Üniversitesi Hiroşima Astrofizik Bilim Merkezi’nde yardımcı doçent olan ilgili yazar Hanae Inami, “James Webb Uzay Teleskobu, kızılötesinde şimdiye kadarki en yüksek uzamsal çözünürlüğe ve hassasiyete sahip olması sayesinde bize evrenin tamamen yeni görünümlerini getirdi” dedi. “Bu birleşen galaksi sistemine güç veren ‘motoru’ bulmak istedik. Bu kaynağın kozmik toz tarafından derinlemesine gizlendiğini biliyorduk, bu nedenle onu bulmak için görünür veya morötesi ışık kullanamadık. James Webb Uzay Teleskobu, şimdi bu kaynağın bu birleşen galaksilerdeki diğer her şeyi gölgede bıraktığını görüyor muyuz?

Galaksiler birleşirken, yıldızları, gezegenleri ve diğer bileşenleri birbirine çarpabilir, enkaz yeni göksel bölümler için yem görevi görür. Bu galaktik çarpışmaların çoğu, yalnızca insanlar tarafından görülebilen ışıktan daha uzun dalga boylarına sahip olan ve insan algısının kapsamı dışında olan kızılötesi ışık yayar. 2010 yılında, aynı ekip Spitzer Uzay Teleskobu’nu kullanarak, birleştirme sistemine parlak kızılötesi emisyonun hakim olduğunu buldu. Araştırmacılar, böyle bir parlaklığın kaynağı olan motorun gücünü ölçebildiler, ancak teleskopun sınırlı çözünürlüğü nedeniyle tam yerini belirleyemediler.

James Webb Uzay Teleskobu ile, bu motorun, sistemin toplam kızılötesi emisyonunun %70’ini oluşturan orta kızılötesi emisyonun büyük kısmından sorumlu olduğunu buldular. Ayrıca kaynağın 570 ışıkyılından daha büyük olmayan bir yarıçapa sahip olduğunu da buldular; bu, yaklaşık 65.000 ışıkyılı çapındaki birleştirme sisteminin boyutunun çok küçük bir kısmı. Hiroşima Üniversitesi’nden ortak yazar Thomas Bohn’a göre bu, enerjinin küçük bir alanla sınırlı olduğunu gösteriyor.

Bohn, “Galaktik merkezlerden uzaktaki bu kompakt kaynağın, sistemin kızılötesi parlaklığına hakim olması ilgi çekici” dedi.

Bohn’a göre bu kaynak, kızarmış yumurtanın beyazı üzerindeki bir biber tanesi gibi kenar mahallelerde yer almasına rağmen galaksilerin birleşmesine önemli bir katkı sağlıyor.

“Bu kaynağın hangi güçlere sahip olduğunu bilmek istiyoruz: bu bir yıldız patlaması mı yoksa devasa bir kara delik mi?” Inami sordu. “Bunu araştırmak için James Webb Uzay Teleskobu ile alınan kızılötesi tayfları kullanacağız. Ayrıca, ‘motorun’ birleşen gökadaların ana bölümlerinin dışında yer alması da alışılmadık bir durum, bu nedenle bu güçlü kaynağın oraya nasıl ulaştığını keşfedeceğiz.”

California Institute of Technology’den ortak yazar Jason Surace, bulgunun evren ve onun nasıl değiştiği hakkında daha yakın zamanda geliştirilen anlayışları desteklediğini söyledi.

Surace, “Kızılötesinde yeni, çoğunlukla uzaya dayalı gözlemlerin yönlendirdiği son birkaç on yıl, evrenin şaşırtıcı derecede dinamik ve şiddetli bir şekilde değişen bir yer olduğunu göstermiştir.” Dedi. “Geçmiş zamanlarda, galaksilerin – bildiğimiz en büyük şeylerin – göklerdeki göksel tapınaklar gibi, temelde değişmeden döndükleri düşünülüyordu.”

Araştırmacılar, motorun yerini belirlemenin yanı sıra 12 “küme” ışık buldular. Bunlardan bazıları daha önce Hubble Uzay Teleskobu’nun yakın kızılötesi yetenekleri tarafından ortaya çıkarılmışken, beş tanesi James Webb Uzay Teleskobu tarafından yeni tespit edildi. Inami, bunların yıldız oluşturduklarını düşündüren orta kızılötesi renkler yaydığını söyledi.

Inami, “Bu makalede açıklanan James Webb Uzay Teleskobu orta kızılötesi görüntüleme, birleşen gökada IIZw096’nın gizli bir yönünü ortaya çıkardı ve daha kısa dalga boylarında bulunamayan, yoğun şekilde tozla gizlenmiş kaynakları belirlemeye yönelik bir kapı açtı.” Dedi. “IIZw096’nın gelecekte planlanmış spektroskopik gözlemleri, bu parlak birleşen gökadanın bozulmuş bölgesi içindeki ve çevresindeki tozun, iyonize gazın ve sıcak moleküler gazın doğası hakkında ek bilgi sağlayacaktır.”