Galaksilerin nasıl oluştuğuna ve karanlık maddenin doğasına dair anlayışımız, Dünya’dan daha büyük bir yıldız popülasyonuna ilişkin yeni gözlemlerin ardından tamamen altüst olabilir. Samanyolu 11 milyar yıldan fazla bir süre önce var olmaması gereken bir şey.
Yayınlanan bir makale Doğa James Webb Uzay Teleskobu’ndan (JWST) alınan yeni verileri kullanarak bulguları detaylandırıyor. Sonuçlar, 11,5 milyar yıl önce gözlemlenen (kozmik kırmızıya kayma 3,2) erken evrendeki devasa bir galaksinin, çok daha erken, yani 1,5 milyar yıl önce (yaklaşık 11 kırmızıya kayma) oluşmuş son derece eski bir yıldız popülasyonuna sahip olduğunu ortaya koyuyor. Bu gözlem, mevcut modellemeyi alt üst ediyor; çünkü karanlık madde, oluşumlarını tohumlamaya yetecek kadar konsantrasyonda birikmedi.
Swinburne Teknoloji Üniversitesi’nin Seçkin Profesörü Karl Glazebrook, araştırmaya ve bu devasa hareketsiz galaksinin spektroskopik gözlemleri için JWST’yi kullanan uluslararası ekibe liderlik etti.
“Bu özel galaksiyi yedi yıldır takip ediyoruz ve kaç yaşında olduğunu anlamak için onu dünyadaki en büyük iki teleskopla gözlemleyerek saatler harcadık. Ama çok kırmızı ve çok soluktu ve ölçemedik. Sonunda Dünya’nın dışına çıkıp onun doğasını doğrulamak için JWST’yi kullanmak zorunda kaldık.”
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, şimdiye kadar uzaya gönderilmiş en güçlü kızılötesi bilim gözlemevi olan Hubble Uzay Teleskobu’nun halefidir. Webb, Dünya’dan yaklaşık bir milyon mil uzaktaki yörüngesinden evrendeki en uzak nesnelerden bazılarını inceliyor. Kredi bilgileri: NASA
Galaksilerin oluşumu, modern astrofiziğin temelini oluşturan temel bir paradigmadır ve erken kozmik çağlarda büyük kütleli galaksilerin sayısında güçlü bir düşüş olacağını öngörmektedir. Son derece büyük hareketsiz galaksiler, günümüzden bir ila iki milyar yıl kadar erken bir zamanda gözlemlenmiştir. Büyük patlama Bu da önceki teorik modellere meydan okuyor.
Değerli Profesör Glazebrook, aralarında Dr. Themiya Nanayakkara, Dr. Lalitwadee Kawinwanichakij, Dr. Colin Jacobs, Dr. Harry Chittenden, Doçent Glenn G Kacprzak ve Swinburne Astrofizik ve Süper Hesaplama Merkezi’nden Doçent Ivo Labbe’nin de bulunduğu dünyanın dört bir yanından önde gelen araştırmacılarla çalıştı. .
“Bu, 2010 yılında başlattığımız ve bu galaksiyi alışılmadık bir galaksi olarak tanımlamamıza yol açan kızılötesi gökyüzü araştırmalarından, Keck ve Uzay İstasyonu’nda geçirdiğimiz uzun saatlere kadar tam anlamıyla bir ekip çalışmasıydı. Çok Büyük Teleskop JWST verilerini nasıl işleyeceğimizi ve bu spektrumu nasıl analiz edeceğimizi bulmak için çok büyük çaba harcadığımız geçen yıla kadar denedik ancak bunu teyit edemedik.
JWST verilerinin spektral analizini yöneten Dr. Themiya Nanayakkara şöyle diyor: “Artık Evrenin derinliklerinde var olan en eski devasa, hareketsiz canavarları doğrulamanın ötesine geçiyoruz.”
“Bu, galaksilerin nasıl oluştuğuna ve geliştiğine dair mevcut anlayışımızın sınırlarını zorluyor. Şimdi asıl soru, bunların Evrenin çok erken bir döneminde nasıl bu kadar hızlı oluştukları ve Evrenin geri kalanı bunu yaparken aniden yıldız oluşturmalarını hangi gizemli mekanizmaların engellediğidir.”
Uluslararası Radyo Astronomi Araştırma Merkezi’nin Batı Avustralya Üniversitesi düğümünden Doçent Claudia Lagos (ICRAR), çalışma için karanlık madde konsantrasyonlarının evriminin teorik modellemesinin geliştirilmesinde çok önemliydi.
“Galaksi oluşumu büyük ölçüde karanlık maddenin nasıl yoğunlaştığıyla belirleniyor” diyor. “Evrenin bu kadar erken bir döneminde bu son derece büyük galaksilere sahip olmak, standart kozmoloji modelimize önemli zorluklar çıkarıyor. Bunun nedeni, bu devasa galaksilere ev sahipliği yapacak kadar büyük karanlık madde yapılarının henüz oluşmaya zaman bulamadıklarını düşünmemizdir. Bu galaksilerin ne kadar yaygın olabileceğini anlamak ve bu galaksilerin gerçekte ne kadar büyük olduğunu anlamamıza yardımcı olmak için daha fazla gözlem yapılması gerekiyor.”
Değerli Profesör Glazebrook, bunun karanlık maddenin fiziğini anlamamız için yeni bir açılım olabileceğini umuyor.
“JWST, devasa galaksilerin zamanın erken dönemlerinde oluştuğuna dair giderek artan kanıtlar buluyor. Bu sonuç bu fenomen için yeni bir rekor kırıyor. Çok çarpıcı olmasına rağmen tek bir nesnedir. Ancak daha fazlasını bulmayı umuyoruz ve eğer bunu yaparsak, galaksi oluşumuna dair fikirlerimiz gerçekten alt üst olacak.”
Referans: Karl Glazebrook, Themiya Nanayakkara, Corentin Schreiber, Claudia Lagos, Lalitwadee Kawinwanichakij, Colin Jacobs, Harry Chittenden, Gabriel Brammer, Glenn G. Kacprzak, Ivo Labbe, Danilo Marchesini tarafından yazılan “yıldızlarını z ~ 11’de oluşturan devasa bir galaksi” , Z. Cemile Marsan, Pascal A. Oesch, Casey Papovich, Rhea-Silvia Remus, Kim-Vy H. Tran, James Esdaile ve Angel Chandro-Gomez, 14 Şubat 2024, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07191-9