Son astronomik gözlemler, erken evrende altı büyük gökadanın varlığını ortaya çıkardı ve bu, önceki gökada oluşumu anlayışına meydan okuyor. Penn State’de astronomi ve astrofizik profesörü olan ve bu galaksilerin yaydığı ışığı analiz eden Joel Leja, bu cisimlerin bilim insanlarının tahmin ettiğinden çok daha büyük kütlelere sahip olduğunu söyledi. Daha önce, evrenin gelişiminin bu aşamasında yalnızca küçük ve genç galaksilerin var olacağı varsayılmıştı, ancak tamamen büyümüş galaksilerin keşfi, erken evren anlayışının gözden geçirilmesi gerektiğini gösteriyor.
Erken evrende keşfedilen altı büyük gökada, bilim adamlarının evrendeki gökadaların kökenleri hakkında daha önce anladıkları şeyi alt üst ediyor.
Penn State’de astronomi ve astrofizik profesörü olan ve bu galaksilerden gelen ışığı modelleyen Joel Leja, “Bu nesneler, herkesin beklediğinden çok daha büyük kütleli” dedi. “Zamanın bu noktasında sadece küçük, genç, bebek galaksiler bulmayı bekliyorduk, ancak daha önce evrenin şafağı olarak anlaşılan şeyde bizimki kadar olgun galaksiler keşfettik.”
Uluslararası bilim insanları ekibi, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan yayınlanan ilk veri setini kullanarak, dünya kadar olgun nesneleri keşfetti. Samanyolu Büyük Patlama’dan yaklaşık 500-700 milyon yıl sonra, evren şu anki yaşının sadece %3’üyken. Teleskop, en eski yıldızlar ve galaksiler tarafından yayılan ışığı tespit edebilen kızılötesi algılama araçlarıyla donatılmıştır. Leja, esasen, bilim adamlarının zamanda kabaca 13,5 milyar yıl öncesini, bildiğimiz evrenin başlangıcına yakın bir yeri görmelerini sağlıyor.
Leja, “Bu, şimdiye kadarki ilk bakışımız, bu yüzden gördüklerimizle ilgili açık fikirli olmamız önemli,” dedi. “Veriler bunların olası galaksiler olduğunu gösterse de, bence bu nesnelerden birkaçının gizlenmiş süper kütleli karadelikler olma olasılığı var. Ne olursa olsun, keşfettiğimiz kütle miktarı, evrenimizin bu döneminde yıldızlarda bilinen kütlenin daha önce düşündüğümüzden 100 kat daha fazla olduğu anlamına geliyor. Örneği ikiye bölsek bile, bu yine de şaşırtıcı bir değişiklik.”
Büyük Patlama’dan 500-800 milyon yıl sonra görülen altı aday büyük gökadanın görüntüleri. Kaynaklardan biri (sol altta), günümüz Samanyolu kadar çok yıldız içerebilir, ancak 30 kat daha kompakttır. Kredi: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne Teknoloji Üniversitesi). Görüntü işleme: G. Brammer (Niels Bohr Enstitüsü’nün Kopenhag Üniversitesi’ndeki Kozmik Şafak Merkezi)
Dergide bugün (22 Şubat 2023) yayınlanan bir makalede Doğaaraştırmacılar, altı galaksinin herkesin beklediğinden çok daha büyük kütleli olduğuna dair kanıtlar gösteriyor ve bilim adamlarının evrenin en başındaki galaksi oluşumu hakkında daha önce anladıkları şeyi sorgulamaya çağırıyor.
Leja, “Büyük gökada oluşumunun evren tarihinde son derece erken bir tarihte başladığının açığa çıkması, çoğumuzun yerleşik bilim olduğunu düşündüğü şeyi alt üst ediyor” dedi. “Bu nesneleri gayri resmi olarak ‘evren kırıcılar’ olarak adlandırıyoruz ve şimdiye kadar adlarının hakkını veriyorlar.”
Leja, ekibin keşfettiği galaksilerin o kadar büyük olduğunu ve kozmoloji modellerinin %99’uyla gerilim halinde olduklarını açıkladı. Böylesine yüksek bir kütle miktarını açıklamak, ya kozmoloji modellerini değiştirmeyi ya da erken evrendeki galaksi oluşumuna ilişkin bilimsel anlayışı gözden geçirmeyi gerektirecektir – galaksiler, zamanla kademeli olarak büyüyen küçük yıldız ve toz bulutları olarak başlamıştır. Her iki senaryo da evrenin nasıl oluştuğuna dair anlayışımızda köklü bir değişiklik gerektiriyor, diye ekledi.
Leja, “Evrenin çok erken dönemlerine ilk kez baktık ve ne bulacağımız hakkında hiçbir fikrimiz yoktu,” dedi. “Öyle beklenmedik bir şey bulduk ki, aslında bilim için sorun yaratıyor. Erken galaksi oluşumunun tüm resmini sorguluyor.”
12 Temmuz’da NASA ilk tam renkli görüntüleri ve spektroskopik verileri yayınladı. James Webb Uzay Teleskobu. Uzaydaki en büyük kızılötesi teleskop olan Webb, kozmosun doğuşunu görmek için tasarlandı; yüksek çözünürlüğü, uzay için çok eski, uzak veya sönük nesneleri görmesini sağlıyor. Hubble uzay teleskobu.
Leja, “Verileri aldığımızda, herkes dalmaya başladı ve bu büyük şeyler gerçekten hızlı bir şekilde ortaya çıktı” dedi. “Modellemeye başladık ve ne olduklarını anlamaya çalıştık çünkü çok büyük ve parlaklardı. İlk düşüncem, bir hata yaptığımız ve onu bulup hayatımıza devam edeceğimizdi. Ancak birçok denemeye rağmen bu hatayı henüz bulamadık.”
Leja, ekibin bulgusunu doğrulamanın ve kalan endişeleri gidermenin bir yolunun, büyük gökadaların bir spektrum görüntüsünü almak olduğunu açıkladı. Bu, takıma gerçek mesafeler ve ayrıca galaksileri oluşturan gazlar ve diğer elementler hakkında veri sağlayacaktır. Ekip daha sonra verileri, galaksilerin neye benzediğine ve gerçekte ne kadar büyük olduklarına dair daha net bir resim modellemek için kullanabilir.
Leja, “Bir spektrum bize bu şeylerin gerçek olup olmadığını hemen söyleyecektir” dedi. “Bize ne kadar büyük olduklarını, ne kadar uzakta olduklarını gösterecek. Komik olan, James Webb’den öğrenmeyi umduğumuz tüm bu şeylere sahibiz ve bu, listenin başında yer almıyordu. Evrene sormayı hiç düşünmediğimiz bir şey bulduk – ve düşündüğümden çok daha hızlı oldu, ama işte buradayız.”
Referans: “Kırmızı aday büyük gökadalardan oluşan bir popülasyon ~600 Myr Büyük patlama22 Şubat 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-05786-2
Makalenin diğer ortak yazarları, Penn State’den Elijah Mathews ve Bingjie Wang, Swinburne Teknoloji Üniversitesi’nden Ivo Labbe, ABD’den Pieter van Dokkum’dur. Yale ÜniversitesiColorado Üniversitesi’nden Erica Nelson, Pittsburgh Üniversitesi’nden Rachel Bezanson, California Üniversitesi ve Stanford Üniversitesi’nden Katherine A. Suess, Kopenhag Üniversitesi’nden Gabriel Brammer, Massachusetts Üniversitesi ve Kopenhag Üniversitesi’nden Katherine Whitaker ve Universitat de Valencia’dan Mauro Stefanon.