tarafından yapılan son gözlemler James Webb Uzay Teleskobu erken evrendeki birçok uzak gökadanın, yakın gökadalardan önemli ölçüde farklı olan benzersiz düz ve uzun şekillere sahip olduğunu ortaya çıkardı. Hubble’ın daha önceki gözlemlerini doğrulayan ve genişleten bu bulgu, galaksi evrimine yeni bakış açıları sunuyor ve mevcut teorilere meydan okuyor.
Bir asırdan fazla bir süredir gökbilimciler, hem şekillerini gözle karşılaştırarak hem de spektrum olarak bilinen verilerle özelliklerini hassas bir şekilde ölçerek yakın ve uzaktaki gökadaları sınıflandırdılar. Örneğin, Edwin Hubble, 1926’da yakındaki galaksilerin şekillerini ve boyutlarını sıralamaya başlamak için Hubble Diyapazonu’nu (aşağıdaki resme bakın) yarattı; bu, çoğunun spiral ve eliptik olduğunu gösterdi.
Teleskopların aletleri giderek daha hassas hale geldikçe şekillerini daha doğru bir şekilde sınıflandırmak daha kolay hale geldi. James Webb Uzay Teleskobu’ndan elde edilen yeni veriler gökbilimcilerin sınıflandırmalarına nüanslar ekledi. Webb kızılötesi ışıkta gözlem yaptığı için, görüntülerinde çok daha uzak galaksiler görünüyor. Ayrıca, görüntüler ince ayrıntılara sahiptir ve araştırmacıların başka yıldız oluşumu alanları olup olmadığını tespit etmelerine veya mevcut olmadıklarını teyit etmelerine olanak tanır.
Viraj Pandya liderliğindeki bir ekip, NASA Hubble Üyesi Kolombiya Üniversitesi New York’ta yakın zamanda Webb’in Kozmik Evrim Erken Yayın Bilimi (CEERS) Araştırması kapsamında yüzlerce uzak galaksiyi analiz etti (aşağıdaki resme bakın). CEERS kasıtlı olarak aynı alanın çoğunu kapsıyor Hubble uzay teleskobuKozmik Düzenek Yakın Kızılötesi Derin Galaksi Dışı Miras Araştırmasını (CANDELS) oluşturmak için kullanılan beş alandan biri olan Genişletilmiş Groth Şeridi (aşağıdaki resme bakın). Bu, teleskop gözlemlerinin örtüştüğü durumlarda Webb’in sonuçlarını tekrar kontrol etmelerine olanak sağladı.
Pandya, “Webb’in galaksilerine ilişkin analizimiz Hubble Uzay Teleskobu kataloğundaki galaksilerle oldukça tutarlıydı” diye doğruladı. “İki veri seti, analizimizi yürütürken modellerimizi tam olarak incelememize ve yalnızca Webb’in tespit ettiği galaksileri daha iyi anlamamıza ve kategorilere ayırmamıza olanak sağladı.” Ekip, galaksileri benzer özelliklere göre geniş sınıflara ayırarak analizlerine başladı. (Her galaksinin bireysel görünümünü sınıflandırmadılar çünkü bu, spektrum olarak bilinen verilerden ayrıntılı bilgi gerektirecektir.)
Evren 600 milyon ile 6 milyar yıl arasındayken bir dizi tuhaf şekil buldular. Hakim olan galaksi şekilleri, havuz erişteleri veya sörf tahtaları gibi düz ve uzun görünüyor. Bu iki gökada türü, üzerinde çalıştıkları tüm uzak gökadaların yaklaşık %50 ila %80’ini oluşturuyor; bu şaşırtıcı çünkü bu şekiller eve yakın olanlarda nadir bulunuyor.
Webb’in tespit ettiği diğer galaksiler, frizbi gibi yuvarlak ama aynı zamanda düzleştirilmiş görünüyor. En az nüfuslu kategori, küre veya voleybol topu şeklindeki galaksilerden oluşur.
Webb’in verileri aynı zamanda Hubble Uzay Teleskobu’nun onlarca yıl önce yaptığı gözlemlerin ortaya çıkardığı bir bilmeceyi de çözdü. Neden bu kadar çok uzak galaksi uzun çizgiler gibi görünüyor? Görüntülerinde görünmeyen galaksilerde daha fazlası var mıydı? Webb bunu kısaca yanıtladı: Hubble hiçbir şeyi gözden kaçırmadı.
Pandya, “Webb, Hubble’ın bize uzun süredir gösterdiği şeyi doğruladı, ancak kızılötesi ışıkta daha ayrıntılı olarak” dedi. “Onların birleşik gözlemleri, erken evrende çok daha fazla gökadanın düz ve uzun göründüğünü gösteriyor. Bunun derin sonuçları vardır, çünkü genellikle bizimkine benzer galaksilerin olduğunu varsayarız. Samanyolu Diskler olarak başladık ama durum böyle olmayabilir.”
Evrenin tarihinin erken dönemlerinde galaksiler neden bu kadar farklı şekillere sahipti? Bu soru şimdilik cevapsız kalıyor ancak daha iyi anlaşılması için araştırmalar sürüyor. galaksiler kozmik zaman boyunca nasıl gelişti?.
Daha fazla galaksi örneğini görün (Webb’in CEERS Araştırması’ndan alınan yukarıdaki resme bakın ve 3 boyutlu şekillerini daha somut bir şekilde karşılaştırın (aşağıdaki resme bakın).
Waterville’deki Colby College’da doçent olan ortak yazar Elizabeth McGrath, “Bu araştırmaya devam ederek, biz ve diğer ekipler, evrenin tarihinin bu noktasında galaksilerin içsel yapısına ilişkin anlayışımızı geliştirebileceğiz” dedi. Maine. “Sonunda birden fazla veri kümesinden gelen bilgileri birleştirerek, kozmik zamanın tamamındaki galaksi şekillerini daha iyi anlayacağız.”
Bu çalışma hakkında daha fazla bilgi için:
Referans: Viraj Pandya, Haowen Zhang, Marc Huertas-Company, Kartheik G. Iyer, Elizabeth McGrath, Guillermo Barro, Steven L. Finkelstein, Martin tarafından “Muzlara Giden Galaksiler: JWST-CEERS ile Yüksek Kırmızıya Kayma Galaksilerinin 3B Geometrisinin Çıkarımı” Kuemmel, William G. Hartley, Henry C. Ferguson, Jeyhan S. Kartaltepe, Joel Primack, Avishai Dekel, Sandra M. Faber, David C. Koo, Greg L. Bryan, Rachel S. Somerville, Ricardo O. Amorin, Pablo Arrabal Haro, Micaela B. Bagley, Eric F. Bell, Emmanuel Bertin, Luca Costantin, Romeel Dave, Mark Dickinson, Robert Feldmann, Adriano Fontana, Raphael Gavazzi, Mauro Giavalisco, Andrea Grazian, Norman A. Grogin, Yuchen Guo, ChangHoon Hahn, Benne W. Holwerda, Lisa J. Kewley, Allison Kirkpatrick, Anton M. Koekemoer, Jennifer M. Lotz, Ray A. Lucas, Laura Pentericci, Pablo G. Perez-Gonzalez, Nor Pirzkal, Dale D. Kocevski, Casey Papovich, Swara Ravindranath, Caitlin Rose, Marc Schefer, Raymond C. Simons, Amber N. Straughn, Sandro Tacchella, Jonathan R. Trump, Alexander de la Vega, Stephen M. Wilkins, Stijn Wuyts, Guang Yang ve LY Aaron Yung, Kabul Edildi, Astrofizik Dergisi.
arXiv:2310.15232