JWST Yıldız Işığının Şafağı’na Tanık Oldu

Çığır açan gözlemler James Webb Uzay Teleskobu Erken galaksi birleşmesinin bulguları, daha önce anlaşıldığından daha hızlı ve daha verimli yıldız oluşumunu işaret ediyor, bu da karmaşık yıldız popülasyonlarını ortaya çıkarıyor ve mevcut kozmolojik teorilere meydan okuyor.

• Galaksiler ve yıldızlar daha hızlı gelişti Büyük patlama beklenenden.
• İlk gökadalardan birinin ayrıntılı fotoğrafları, büyümenin düşündüğümüzden çok daha hızlı olduğunu gösteriyor.

Uluslararası bir araştırma ekibi şimdiye kadar tanık olunan en eski gökada birleşmesine ilişkin benzeri görülmemiş derecede ayrıntılı gözlemler yaptı. Yıldızların düşündüğümüzden çok daha hızlı ve verimli bir şekilde geliştiğini öne sürüyorlar.

Büyük Patlama’dan 510 milyon yıl sonra, yani yaklaşık 13 milyar yıl önce olduğu için devasa nesneyi gözlemlemek için James Webb Uzay Teleskobu’nu (JWST) kullandılar.

Melbourne Üniversitesi’nden ASTRO 3D İlk Galaksiler Araştırma Görevlisi Dr. Kit Boyett, “Bu gözlemleri yaptığımızda, bu galaksinin Evrenin erken dönemlerinde bulunan diğer galaksilerden on kat daha büyük olduğunu gördük” diyor. Yakın zamanda yayınlanan bir makalenin baş yazarıdır. Doğa Astronomi. Makalenin Avustralya, Tayland, İtalya, ABD, Japonya, Danimarka ve Çin’deki 19 kurumdan 27 yazarı var.

2021’de fırlatılan JWST, gökbilimcilerin erken Evren’i daha önce imkansız olan şekillerde görmelerine olanak sağlıyor. Önceki teleskoplar aracılığıyla tek ışık noktaları olarak görünen nesneler Hubble uzay teleskobukarmaşıklıklarını açığa çıkarıyorlar.

JWST, 13 milyar yıl önceki devasa galaksi birleşmesinin ayrıntılarını gösteriyor. Kredi bilgileri: ASTRO 3D

ASTRO 3D İlk Galaksiler tema lideri ve Melbourne Üniversitesi düğüm lideri Prof. Michele Trenti, “Gözlemlenebilir Evrenin kenarındaki ve dolayısıyla zamanda geriye giden galaksilerin ayrıntılı bir görünümünü sağlamak için JWST’nin gücünü görmek şaşırtıcı” diyor. Prof. Trenti şunu ekliyor: “Bu uzay gözlemevi, erken galaksi oluşumuna ilişkin anlayışımızı değiştiriyor.”

Mevcut makaledeki gözlemler, ana grupta iki bileşen ve uzun bir kuyruk bulunan birkaç gruptan oluşan bir galaksiyi göstermektedir; bu, iki galaksinin devam eden birleşerek daha büyük bir galaksi oluşturduğunu düşündürmektedir.

“Birleşme henüz tamamlanmadı. Bunu hâlâ iki bileşeni görmemizden anlayabiliriz. Uzun kuyruk büyük ihtimalle birleşme sırasında bazı maddelerin bir kenara atılmasından kaynaklanıyor. İki şey birleştiğinde, bir nevi maddenin bir kısmını çöpe atarlar. Yani bu bize bir birleşme olduğunu ve bunun şimdiye kadar görülen en uzak birleşme olduğunu gösteriyor” diyor Dr. Boyett.

JWST kullanılarak yapılan bu ve diğer gözlemler, astrofizikçilerin Evrenin ilk yıllarına ilişkin modellemelerini değiştirmelerine neden oluyor.

Dr. Boyett, “James Webb ile birlikte, erken kozmosta görmeyi beklediğimizden daha fazla nesne görüyoruz ve bu nesneler aynı zamanda düşündüğümüzden daha büyük kütleli” diyor. “Kozmolojimiz mutlaka yanlış değil, ancak galaksilerin ne kadar hızlı oluştuğuna dair anlayışımız muhtemelen yanlıştır, çünkü onlar mümkün olabileceğine inandığımızdan daha büyük kütlelidirler.”

Diğer antik galaksiler. Kredi bilgileri: ASTRO 3D

Dr. Boyett’in ekibinin bulguları, bu galaksilerin birleşerek bu kadar hızlı kütle biriktirebildiklerini gösteriyor.

Ancak Dr. Boyett’i şaşırtan yalnızca galaksilerin büyüklüğü ve büyüme hızları değil. Makalesi ilk kez, birleşen galaksileri oluşturan yıldız popülasyonunu anlatıyor; JWST’nin mümkün kıldığı başka bir detay.

“Spektrum analizimizi görüntülememizle karşılaştırdığımızda iki farklı şey bulduk. Görüntü bize yıldız popülasyonunun genç olduğunu söylüyordu ancak spektroskopi oldukça yaşlı yıldızlardan bahsediyordu. Ancak her ikisinin de doğru olduğu ortaya çıktı çünkü bir değil iki yıldız popülasyonumuz var” diyor Boyett.

“Eski nüfus uzun zamandır orada ve biz galaksilerin birleşmesi sonucu yeni yıldızlar oluştuğuna inanıyoruz ve görüntülerde de bunu görüyoruz; eski popülasyonun üzerinde yeni yıldızlar var.”

Bu çok uzaktaki nesnelerle ilgili çalışmaların çoğu çok genç yıldızları gösteriyor; ancak bunun nedeni, genç yıldızların daha parlak olması ve dolayısıyla onların ışıklarının görüntüleme verilerine hakim olmasıdır. Bununla birlikte JWST, iki popülasyonun ayırt edilebileceği kadar ayrıntılı gözlemlere izin verir.

Dr. Boyett, “Spektroskopinin bu kadar ayrıntılı olması gerçeği, eski yıldızların ince özelliklerini bize gösteriyor ki aslında orada düşündüğünüzden daha fazlası var” diyor.

“Bu o kadar da şaşırtıcı değil; bir evrenin tarihi boyunca çeşitli nedenlerden dolayı yeni yıldız oluşumunun zirve noktaları olduğunu ve bunun birden fazla popülasyonla sonuçlandığını biliyoruz.

“Ama onları ilk kez bu mesafeden görüyoruz.”

Makalenin mevcut modelleme açısından önemli çıkarımları var.

“Simülasyonlarımız, gözlemlediğimiz nesneye benzer, kabaca evrenle aynı yaşta ve kabaca aynı kütleye sahip bir nesne üretebilir, ancak bu inanılmaz derecede nadirdir. O kadar nadir ki tüm modelde bunlardan sadece bir tane var. Bunu gözlemlerimizle gözlemleme şansımız, ya inanılmaz derecede şanslı olduğumuzu ya da simülasyonlarımızın yanlış olduğunu ve bu tür nesnelerin düşündüğümüzden daha yaygın olduğunu gösteriyor” diyor Dr. Boyett.

“Kaçırdığımızı düşündüğümüz şey, yıldızların çok daha verimli bir şekilde oluştuğu ve modellerimizde değiştirmemiz gereken şeyin bu olabileceği.”

Referans: Kristan Boyett, Michele Trenti, Nicha Leethochawalit, Antonello Calabró, Benjamin Metha, Guido Roberts-Borsani, Nicoló Dalmasso, Lilan Yang, Paola Santini, Tommaso Treu, Tucker Jones tarafından yazılan “Büyük Patlama’dan 510 milyon yıl sonra etkileşim halindeki devasa bir galaksi” , Alaina Henry, Charlotte A. Mason, Takahiro Morishita, Themiya Nanayakkara, Namrata Roy, Xin Wang, Adriano Fontana, Emiliano Merlin, Marco Castellano, Diego Paris, Maruša Bradač, Matt Malkan, Danilo Marchesini, Sara Mascia, Karl Glazebrook, Laura Pentericci , Eros Vanzella ve Benedetta Vulcani, 7 Mart 2024, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-024-02218-7