Rutgers Üniversitesi’ndeki gökbilimciler, Wolf-Lundmark-Melotte galaksisini incelemek için James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanarak evrenin erken dönemlerindeki yıldız oluşumunun tarihini ortaya çıkardılar. Bulguları galaksilerin nasıl evrimleştiğine ve yıldız oluşumunda sıcaklığın rolüne dair yeni bilgiler sunuyor. Kredi bilgileri: NASA
Rutgers gökbilimcisi evrenin erken dönemleri hakkında ipuçları arıyor.
Rutgers Üniversitesi-New Brunswick gökbilimcisi liderliğindeki bir araştırma ekibi, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu aracılığıyla toplanan devasa veri kümelerini kullanarak, evrenin erken dönemlerinde var olan koşullara dair ipuçları ortaya çıkarıyor.
Araştırmacılara göre ekip, Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) galaksisindeki yıldızların yaşlarını kataloglayarak galaksinin şimdiye kadarki en ayrıntılı resmini oluşturdu. WLM, komşusu Samanyolu13 milyar yıl önce oluşmuş eski yıldızları içeren aktif bir yıldız oluşum merkezidir.
Kozmosta Arkeolojik Kazı
Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nde yardımcı doçent olan ve araştırmayı yürüten Kristen McQuinn, “Bu kadar derinlemesine bakıp, bu kadar net görerek, etkili bir şekilde zamanda geriye gitmeyi başardık” dedi. bölümünde anlatılan araştırma Astrofizik Dergisi. “Temel olarak, evrenin tarihinin erken dönemlerinde oluşmuş çok düşük kütleli yıldızları bulmak için bir tür arkeolojik kazıya gidiyorsunuz.”
McQuinn, ekibin galaksinin yıldız gelişim geçmişini hesaplamasına olanak tanıdığı için Rutgers İleri Araştırma Bilişim Ofisi tarafından yönetilen Amarel yüksek performanslı bilgi işlem kümesine itibar etti. McQuinn, araştırmanın bir yönünün büyük bir hesaplamanın alınmasını ve bunun 600 kez tekrarlanmasını içerdiğini söyledi.
Kendisi, büyük hesaplama çabasının aynı zamanda daha geniş bilimsel topluluğa fayda sağlayacak teleskop kalibrasyonlarının ve veri işleme prosedürlerinin doğrulanmasına da yardımcı olduğunu ekledi.
WLM galaksisinin bir kısmının iki görüntüsü; biri NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu (solda), ikincisi ise James Webb Uzay Teleskobu tarafından çekilmiş. Katkıda bulunanlar: Bilim: NASA, ESA, CSA, IPAC, Kristen McQuinn (RU), Görüntü İşleme: Zolt G. Levay (STScI), Alyssa Pagan (STScI)
Düşük Kütleli Galaksilerin Önemi
“Düşük kütleli” galaksiler olarak adlandırılan galaksiler McQuinn’in özel ilgisini çekiyor. Erken evrene hakim olduklarına inanıldığı için araştırmacıların yıldızların oluşumunu, kimyasal elementlerin evrimini ve yıldız oluşumunun bir galaksinin gazı ve yapısı üzerindeki etkisini incelemesine olanak tanıyorlar. Solgun ve gökyüzüne yayılan bu gökadalar, yerel evrendeki gökadaların çoğunluğunu oluşturur. Webb gibi gelişmiş teleskoplar bilim adamlarının daha yakından bakmalarına olanak sağlıyor.
WLM – “düzensiz” bir galaksi, yani spiral veya elips gibi belirgin bir şekle sahip değil – 1909’da Alman gökbilimci Max Wolf tarafından keşfedildi ve 1926’da İsveçli gökbilimci Knut Lundmark ve İngiliz gökbilimci tarafından daha ayrıntılı olarak tanımlandı. Philibert Jacques Melotte. Samanyolu’nu da içeren dambıl şeklindeki bir gökada grubu olan Yerel Grup’un eteklerinde yer almaktadır.
McQuinn, Yerel Grup’un kenarında olmanın, WLM’yi diğer galaksilerle karışmanın yol açtığı tahribattan koruduğunu, yıldız popülasyonunu bozulmamış bir durumda ve çalışma için yararlı bıraktığını belirtti. WLM aynı zamanda gökbilimciler için de ilgi çekicidir çünkü aktif olarak yıldız oluşturmasına olanak sağlayan, bol miktarda gaz içeren dinamik, karmaşık bir sistemdir.
WLM Galaksisinde Yıldız Oluşumu
Galaksinin yıldız oluşumu geçmişini (evrendeki farklı zaman dilimlerinde yıldızların doğma hızı) formüle etmek için McQuinn ve ekibi, yüzbinlerce bireysel yıldızın bulunduğu gökyüzü alanlarını titizlikle sıfırlamak için teleskopu kullandı. Bir yıldızın yaşını belirlemek için, sıcaklığı temsil eden rengini ve parlaklığını ölçtüler.
McQuinn, “Yıldızların evrimi hakkında bildiklerimizi ve bu renk ve parlaklıkların işaret ettiği şeyleri galaksideki yıldızların yaşını belirlemek için kullanabiliriz” dedi ve araştırmacıların daha sonra farklı yaşlardaki yıldızları saydığını ve yıldızların tarihi boyunca doğum oranlarının haritasını çıkardığını ekledi. Evren. “Sonunda, baktığınız bu yapının kaç yaşında olduğu hissine kapılıyorsunuz.”
Yıldızları bu şekilde kataloglamak, araştırmacılara WLM’nin yıldız üretme yeteneklerinin zamanla azaldığını ve aktığını gösterdi. Ekibin gözlemleri, bilim adamlarının daha önceki değerlendirmelerini doğruluyor. Hubble uzay teleskobu, galaksinin evrenin tarihinin erken dönemlerinde 3 milyar yıllık bir süre boyunca yıldız ürettiğini gösteriyor. Bir süre ara verdi, sonra tekrar alev aldı.
McQuinn, duraklamanın erken evrene özgü koşullardan kaynaklandığına inandığını söyledi.
“O zamanlar evren gerçekten çok sıcaktı” dedi. “Evrenin sıcaklığının bu galaksideki gazı ısıttığını ve yıldız oluşumunu bir süreliğine durdurduğunu düşünüyoruz. Soğuma dönemi birkaç milyar yıl sürdü ve ardından yıldız oluşumu yeniden başladı.”
Araştırmanın bir parçası NASABelirlenen bilim adamlarının Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü ile birlikte çalıştığı ve Webb’in yeteneklerini vurgulamak ve gökbilimcilerin gelecekteki gözlemlere hazırlanmalarına yardımcı olmak için tasarlanmış araştırmalar yürüttüğü Erken Yayın Programı.
NASA, Webb teleskopunu Aralık 2021’de fırlattı. Büyük aynalı cihaz, Dünya’dan bir milyon mil uzakta güneşin yörüngesinde dönüyor. Bilim adamları, erken evrenin koşulları, güneş sisteminin tarihi ve dış gezegenlerin araştırılması da dahil olmak üzere bir dizi konuyu incelemek için teleskopta zaman kazanmak için yarışıyor.
McQuinn, “Bu programdan henüz yapılmamış birçok bilim ortaya çıkacak” dedi.
Referans: “JWST Yıldız Popülasyonlarını Çözdü Erken Yayın Bilim Programı. IV. Yerel Grup Gökadası WLM’nin Yıldız Oluşumu Tarihi, Kristen. BW McQuinn, Max JB Newman, Alessandro Savino, Andrew E. Dolphin, Daniel R. Weisz, Benjamin F. Williams, Martha L. Boyer, Roger E. Cohen, Matteo Correnti, Andrew A. Cole, Marla C. Geha, Mario Gennaro , Nitya Kallivayalil, Karin M. Sandstrom, Evan D. Skillman, Jay Anderson, Alberto Bolatto, Michael Boylan-Kolchin, Christopher T. Garling, Karoline M. Gilbert, Léo Girardi, Jason S. Kalirai, Alessandro Mazzi, Giada Pastorelli, Hannah Richstein ve Jack T. Warfield, 11 Ocak 2024, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad1105
Araştırmaya katılan diğer Rutgers araştırmacıları arasında, Rutgers Sanat ve Bilim Okulu Fizik ve Astronomi Bölümü’nde doktora öğrencisi olan Max Newman ve doktora sonrası araştırmacı Roger Cohen de vardı.
Araştırmaya katılan diğer bilim insanları arasında Kaliforniya Üniversitesi-Berkeley; Raytheon Teknolojileri; Arizona Üniversitesi; the Washington Üniversitesi; Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü; Instituto Nazionale di Astrofisica Osservatorio Astronomico, Roma, İtalya; Uzay Bilimi Veri Merkezi, Roma, İtalya; Tazmanya Üniversitesi, Avustralya; Yale Üniversitesi; Johns Hopkins Üniversitesi; Virginia Üniversitesi; Kaliforniya Üniversitesi-San Diego; Minnesota Üniversitesi; Maryland Üniversitesi; Texas-Austin Üniversitesi; ve Padova Astronomi Gözlemevi, Padova, İtalya.