Bu James Webb Uzay Teleskobu görüntüsünde vurgulanan yedi gökadanın, gökbilimcilerin kırmızıya kayma 7.9 olarak adlandırdıkları ve büyük patlamadan 650 milyon yıl sonrasına tekabül eden bir mesafede olduğu doğrulandı. Bu, onları gelişmekte olan bir kümenin parçası olarak henüz spektroskopik olarak doğrulanmamış en eski gökadalar yapar.
Gökbilimciler, mesafeleri tam olarak ölçmek ve galaksilerin gelişmekte olan bir kümenin parçası olduğunu belirlemek için teleskopun Yakın Kızılötesi Spektrograf (NIRSpec) cihazını kullandılar. Daha önce yalnızca görüntüleme verilerine dayanarak daha uzakta olduğu tahmin edilen Galaxy YD4, diğer gökadalarla aynı kırmızıya kaymada daha doğru bir şekilde yerleştirilebildi. Webb’den önce, astronomlar bu tür bir bilimi yapmak için yüksek çözünürlüklü görüntülemeye veya spektral kızılötesi verilere sahip değildi.
Aşırı mesafelerde, gökbilimciler kırmızıya kayma referansını, evren genişledikçe ışığın dalga boylarının esnediğini ve daha uzun olan daha kırmızı dalga boylarına “kaydığını” açıklamak için kullanırlar. Daha kısa dalga boyları, örneğin ultraviyole ve X-ışını, elektromanyetik spektrumun daha mavi olan ucuna doğru. Bu nedenle erken evrendeki aşırı mesafeler, orada yayılan ışığın bir teleskop tarafından tespit edilmek üzere uzayda seyahat ederken ne kadar kaydırıldığına göre belirlenir.
Kredi: NASA, ESA, CSA, Takahiro Morishita (IPAC), Alyssa Pagan (STScI)
Büyük Patlama’dan 650 Milyon Yıl Sonra İlk Küme Onaylandı
Buraya nasıl geldik? Bu temel soru, evrenin tarihini ve kökenini araştıran kozmolojide en büyük ölçeğinde uygulanabilir. Gökbilimciler, erken evreni ve gelişimini daha önce hiç olmadığı gibi araştırabiliyorlar.[{” attribute=””>NASA’s James Webb Space Telescope, including the first galaxies.
The powerful telescope’s latest findings are the first to spectroscopically confirm distances for a young protocluster of galaxies just 650 million years after the big bang. Astronomers think the protocluster represents the earliest stages of what will develop into a massive conglomeration like the Coma Cluster, which includes thousands of gravitationally bound member galaxies.
Image of a distant galaxy protocluster in the early universe, captured by the Near-Infrared Camera (NIRCam) on NASA’s James Webb Space Telescope, with compass arrows, scale bar, and color key for reference.
The north and east compass arrows show the orientation of the image on the sky. Note that the relationship between north and east on the sky (as seen from below) is flipped relative to direction arrows on a map of the ground (as seen from above).
The scale bar is labeled in arc seconds, which is a measure of angular distance on the sky. One arc second is equal to 1/3600 of one degree of arc. (The full Moon has an angular diameter of about 0.5 degrees.) The actual size of an object that covers one arc second on the sky depends on its distance from the telescope.
The color key shows the NIRCam filters used. The color of each filter name is the visible light color used to represent the infrared light that passed through that filter.
Credit: NASA, ESA, CSA, Takahiro Morishita (IPAC), Alyssa Pagan (STScI)
Webb Space Telescope Reveals Early-Universe Prequel to Huge Galaxy Cluster
Every giant was once a baby, though you may never have seen them at that stage of their development. NASA’s James Webb Space Telescope has begun to shed light on formative years in the history of the universe that have thus far been beyond reach: the formation and assembly of galaxies. For the first time, a protocluster of seven galaxies has been confirmed at a distance that astronomers refer to as redshift 7.9, or a mere 650 million years after the big bang. Based on the data collected, astronomers calculated the nascent cluster’s future development, finding that it will likely grow in size and mass to resemble the Coma Cluster, a monster of the modern universe.
“This is a very special, unique site of accelerated galaxy evolution, and Webb gave us the unprecedented ability to measure the velocities of these seven galaxies and confidently confirm that they are bound together in a protocluster,” said Takahiro Morishita of IPAC-California Institute of Technology, the lead author of the study published in the Astrophysical Journal Letters.
The precise measurements captured by Webb’s Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) were key to confirming the galaxies’ collective distance and the high velocities at which they are moving within a halo of dark matter – more than two million miles per hour (about one thousand kilometers per second).
The spectral data allowed astronomers to model and map the future development of the gathering group, all the way to our time in the modern universe. The prediction that the protocluster will eventually resemble the Coma Cluster means that it could eventually be among the densest known galaxy collections, with thousands of members.
“We can see these distant galaxies like small drops of water in different rivers, and we can see that eventually, they will all become part of one big, mighty river,” said Benedetta Vulcani of the National Institute of Astrophysics in Italy, another member of the research team.
Bu video, yerçekimsel merceklenme olgusu aracılığıyla çok uzak galaksilerin nasıl büyütüldüğünü açıklıyor. Yerçekimi mercekleri, yıldız oluşumunun zirvesinde veya yakınında bulunan uzak galaksilerden gelen ışığı büyütebilir. Bu etki, araştırmacıların en güçlü uzay teleskoplarıyla bile görülemeyecek kadar uzaktaki erken galaksilerin ayrıntılarını incelemelerine olanak tanır. Kredi: NASA, ESA, STScI, Leah Hustak (STScI)
Galaksi kümeleri, bilinen evrendeki en büyük kütle konsantrasyonlarıdır ve bu, uzay-zamanın dokusunu önemli ölçüde bükebilir. Yerçekimsel mercekleme adı verilen bu bükülme, kümenin ötesindeki nesneler için bir büyütme etkisine sahip olabilir ve gökbilimcilerin kümenin içinden dev bir büyüteç gibi bakmasına olanak tanır (yukarıdaki videoya bakın). Araştırma ekibi, ilkkümeyi görüntülemek için Pandora Kümesi’ne bakarak bu etkiden yararlanmayı başardı; Webb’in güçlü enstrümanlarının bile uzağı görmek için doğadan bir yardıma ihtiyacı var.
Pandora ve Coma gibi büyük kümelerin ilk kez nasıl bir araya geldiğini keşfetmek, evrenin genişlemesi nedeniyle ışığı görünür dalga boylarının ötesine, Webb’den önce astronomların yüksek çözünürlüklü verilere sahip olmadığı kızılötesine doğru uzatması nedeniyle zor olmuştur. Webb’in kızılötesi cihazları, evrenin hikayesinin başlangıcındaki bu boşlukları (aşağıdaki videoya bakın) doldurmak için özel olarak geliştirildi.
Teleskopların zamanda geriye bakmayı ve evrenin tarihini incelemeyi nasıl mümkün kıldığını ve NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun zaman içinde galaksi evrimiyle ilgili yeni ayrıntıları nasıl dolduracağını keşfedin. Kozmik tarihin en eski sayfaları boş, ancak Webb, evren hikayesinin kayıp sayfalarını doldurmamıza yardımcı olarak zamanda her zamankinden daha uzağa bakmamıza izin verecek. Kredi: NASA, ESA, CSA ve L. Hustak ve D. Player (STScI)
Webb tarafından onaylanan yedi gökada, ilk olarak gözlem için adaylar olarak kuruldu. Hubble uzay teleskobuFrontier Fields programı. Program, çok uzak gökadaları ayrıntılı olarak gözlemlemek için yerçekimsel mercekleme kullanan gözlemlere Hubble zamanı ayırdı. Ancak, Hubble yakın kızılötesinin ötesindeki ışığı algılayamadığı için, görebileceği çok fazla ayrıntı vardır. Webb, Hubble tarafından keşfedilen galaksilere odaklanarak ve görüntülere ek olarak ayrıntılı spektroskopik veriler toplayarak araştırmayı devraldı.
Araştırma ekibi, Webb ile NASA’nın yüksek çözünürlüklü, geniş alanlı bir araştırma görevi olan Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu arasındaki gelecekteki işbirliğinin erken galaksi kümeleri hakkında daha da fazla sonuç vereceğini tahmin ediyor. Tek bir çekimde Hubble’ın 200 katı kızılötesi görüş alanıyla Roman, Webb’in spektroskopik araçlarıyla doğrulamak için takip edebileceği daha fazla ilkküme gökada adayı belirleyebilecek. Roma misyonunun şu anda Mayıs 2027’ye kadar başlatılması hedefleniyor.
Protocluster araştırma ekibinin bir üyesi olan Los Angeles California Üniversitesi’nden Tommaso Treu, “Artık Webb’e sahip olduğumuza göre, şimdi yapmayı hayal edebileceğimiz bilim inanılmaz” dedi. “Yedi gökadadan oluşan bu küçük ilkkümeyle, bu uzak mesafeden, yüzde yüz spektroskopik doğrulama oranına sahip olduk, bu da karanlık maddenin haritalanması ve evrenin erken gelişiminin zaman çizelgesinin doldurulması için gelecekteki potansiyeli gösteriyor.”
Referans: “GLASS-JWST’den Erken Sonuçlar. XIV. 650 Milyon Yıl Sonra Spektroskopik Olarak Onaylanmış Bir Protoküme Büyük patlama” yazan Takahiro Morishita, Guido Roberts-Borsani, Tommaso Treu, Gabriel Brammer, Charlotte A. Mason, Michele Trenti, Benedetta Vulcani, Xin Wang, Ana Acebron, Yannick Bahé, Pietro Bergamini, Kristan Boyett, Marusa Bradac, Antonello Calabrò, Marco Castellano , Wenlei Chen, Gabriella De Lucia, Alexei V. Filippenko, Adriano Fontana, Karl Glazebrook, Claudio Grillo, Alaina Henry, Tucker Jones, Patrick L. Kelly, Anton M. Koekemoer, Nicha Leethochawalit, Ting-Yi Lu, Danilo Marchesini, Sara Mascia, Amata Mercurio, Emiliano Merlin, Benjamin Metha, Themiya Nanayakkara, Mario Nonino, Diego Paris, Laura Pentericci, Piero Rosati, Paola Santini, Victoria Strait, Eros Vanzella, Rogier A. Windhorst ve Lizhi Xie, 24 Nisan 2023, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/acb99e
James Webb Uzay Teleskobu, dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizdeki gizemleri çözecek, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyaların ötesine bakacak ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve içindeki yerimizi araştıracak. Webb, NASA tarafından ortakları ESA ile yürütülen uluslararası bir programdır (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı.