Daha fazla JWST gözlemi daha az sayıda erken dönem büyük gökada buluyor

Bilimde ortak bir kalıp vardır. Daha önce hiç sahip olmadığımız her türlü veriyi toplamamıza olanak tanıyan yeni bir süreç veya araç geliştiriyoruz, veriler uzun süredir yerleşmiş bir teori hakkında varsaydığımız her şeyi alt üst etme tehlikesi yaratıyor ve sonra ortalık yatışıyor. Ne yazık ki, bu sürecin erken aşaması basında çok fazla sansasyon yaratıyor. JWST’nin ilk sonuçları buna iyi bir örnektir.

James Webb Uzay Teleskobu şimdiye kadar ürettiğimiz en güçlü kızılötesi teleskoptur. En eski gökadalardan bazılarının ayrıntılı görüntülerini yakalayabilecek kadar hassastır. Erken evrenin karanlık çağları olarak adlandırılan çağlardan kısa bir süre sonra oluşanlar.

JWST’den önce, galaksilerin tamamen oluştuğu daha sonraki bir döneme ait galaktik gözlemlerimiz vardı. Bu gözlemlere ve Büyük Patlama hakkındaki anlayışımıza dayanarak galaksilerin ne kadar hızlı evrimleştiğine dair iyi bir fikrimiz vardı. Ya da biz öyle düşündük çünkü JWST’den gelen ilk gözlemler bunu tersine çevirmiş gibi görünüyordu.

JWST’nin bulduğu galaksiler büyük, parlaktı ve zaten bir yapıya sahipti. Dolayısıyla manşetler, Büyük Patlama’nın ve hatta muhtemelen genel göreliliğin çürütüldüğü iddialarına kadar uzanıyordu. Ancak artık ortalık yatışmaya başlıyor ve yeni bir çalışmanın gösterdiği gibi, devrim niteliğindeki sonuçların bazılarının ima ettiği kadar sıra dışı olmadığı ortaya çıktı.

En uzak galaksileri belirlemek biraz zorlayıcıdır, bu nedenle gökbilimcilerin onlara yardımcı olmak için kullandıkları birkaç numara vardır. Bunlardan biri galaktik spektrumda kırılma olarak bilinen şeyi kullanmaktır. Nötr hidrojenin iyonize olmadan önce absorbe edebileceği enerji miktarı sınırlıdır. Bu, eğer bir galaksiden gelen fotonlar bu sınırın üzerindeyse, yıldızlararası ortamda hidrojeni iyonlaştıracakları ve göremeyeceğimiz kadar dağılacakları anlamına geliyor. Bu Lyman kırılması olarak bilinir.

Balmer kırılması adı verilen benzer bir kırılma var. Bu kırılmaları gösteren galaktik ışığa çift kırılmalı galaksiler adı verilmektedir. Gökbilimciler bu kırılmaların dalga boylarını bildiklerinden, doğru kırmızıya kaymaya sahip kırılmaları arayarak belirli bir mesafedeki galaksileri spesifik olarak hedefleyebilirler.

İlk JWST sonuçları, yaklaşık z=7 kırmızıya kaymalarda veya evrenin yaşının bir milyar yıldan daha küçük olduğu dönemdeki çift kırılımlı gökadaları araştırıyordu. Ve böyle bir yıldıza neden olan tüm galaksileri buldular. Çok fazla, çok parlak ve çok gelişmiş.

Ancak çift kırılma yöntemi galaksileri bulmak için harika olsa da, verilere nerede biraz önyargı ekleyebileceğini görebilirsiniz. Galaksilerin hidrojeni iyonlaştıracak kadar parlak ve sıcak olması gerekir; dolayısıyla daha küçük, sönük ve soğuk galaksiler dışarıda bırakılabilir. Bu önyargı iyi biliniyor ancak bu yeni çalışma, önyargının ne kadar ciddi olabileceğine dair bir fikir edinmek istedi.

Ekip, daha parlak görünmelerini sağlamak için yerçekimsel olarak merceklenen küçük uzak gökadaları arayan gökada kümelerinin JWST görüntülerini kullanan Kanada NIRISS Tarafsız Küme Araştırması’ndan (CANUCS) elde edilen verileri kullandı. Bulguları baskı öncesi sunucusunda yayınlandı arXiv.

Bu verilerden yola çıkarak 19 çift kırılmalı gökada belirlediler. CANUCS gökadaları çift kırılımlı gökadalardan daha fazlasını içerdiğinden, ekip çift kırılımlı gökadaların dağılımını daha büyük bir popülasyonla karşılaştırabildi.

Buldukları şey, çift kırılmalı seçim yöntemlerinin daha büyük ve daha parlak galaksilere yönelebileceğidir. Özellikle onlarınki gibi küçük örneklerde tek bir büyük aykırı değer bile galaksilerin istatistiksel olarak olduğundan daha büyük ve parlak olduğu izlenimini verebilir. Başka bir deyişle, ilk sonuçlarımıza dayanarak çiftliğe bahse girmemeliyiz. Daha fazla veri topladıkça ve daha fazla galaksiye ilişkin ayrıntılı gözlemler elde ettikçe, seçici önyargı ortadan kalkabilir.

JWST gözlemleri bizi standart kozmolojik modelimizi zamanla büyük ölçüde revize etmeye zorlayabilir, ancak bu çalışma hala erken aşamalarda olduğumuzu gösteriyor. Standart model henüz oyunun dışında değil ve tozun gerçekten nereye çöktüğünü görmek için daha fazla gözlem yapılması gerekecek.