JWST, galaksinin yüksek karanlık madde yoğunluğunun incelenmesine ve karanlık madde özelliklerinin test edilmesine yardımcı olan benzersiz bir Einstein halkasına sahip olan antik galaksi JWST-ER1g’yi keşfetti. Kredi bilgileri: Van Dokkum ve ark. 2023
James Webb Uzay Teleskobu güçlü yerçekimsel merceklenme adı verilen ve bir Einstein halkası oluşturan bir olguyu sergileyen eski bir galaksi olan JWST-ER1g’yi keşfetti. Karanlık madde açısından zengin olan bu galaksi, karanlık maddenin özelliklerine ve yoğunluğuna dair yeni bilgiler sağlıyor.
Geçtiğimiz Eylül ayında James Webb Uzay Teleskobu veya JWST keşfedildi JWST-ER1gEvren şu anki yaşının sadece dörtte biri iken oluşan devasa antik bir galaksi. Şaşırtıcı bir şekilde bu galaksiyle bir Einstein halkası ilişkilendiriliyor. Bunun nedeni, JWST-ER1g’nin bir mercek gibi davranması ve uzak bir kaynaktan gelen ışığı bükerek daha sonra bir halka gibi görünmesidir; bu, Einstein’ın genel görelilik teorisinde tahmin edilen, güçlü yerçekimsel merceklenme olarak adlandırılan bir olgudur.
Karanlık Maddeyi Analiz Etmek
Halkanın içindeki toplam kütlenin iki bileşeni vardır: yıldız ve karanlık madde bileşenleri.
Ekibiyle ilgili yeni bir çalışma yayınlayan Riverside’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden fizik ve astronomi profesörü Hai-Bo Yu, “Yıldız kütlesini toplam kütleden çıkarırsak, halkanın içindeki karanlık madde kütlesini elde ederiz” dedi. Günlükte JWST-ER1g Astrofizik Günlük Mektupları. “Fakat karanlık madde kütlesinin değeri beklenenden daha yüksek görünüyor. Bu kafa karıştırıcı. Makalemizde bir açıklama sunuyoruz.
Soldan sağa fotoğraf gösterileri: Hai-Bo Yu, Demao Kong ve Daneng Yang. Kredi bilgileri: Hai-Bo Yu, UC Riverside
Karanlık Madde Hale
Karanlık madde halesi, JWST-ER1g gibi bir galaksiye nüfuz eden ve onu çevreleyen görünmez maddenin halesidir. Laboratuvarlarda karanlık madde hiçbir zaman tespit edilmemiş olsa da fizikçiler, evrendeki maddenin %85’ini oluşturan karanlık maddenin var olduğundan eminler.
UCR’de ikinci sınıf yüksek lisans öğrencisi Demao Kong, “Sıradan madde (bozulmamış gaz ve yıldızlar) çöküp JWST-ER1g’nin karanlık madde halesine yoğunlaştığında, haleyi sıkıştırıyor ve yüksek bir yoğunluğa yol açıyor olabilir” dedi. Analizi kim yönetti? “Sayısal çalışmalarımız, bu mekanizmanın JWST-ER1g’nin yüksek karanlık madde yoğunluğunu açıklayabildiğini gösteriyor; yani aynı hacimde daha fazla karanlık madde kütlesi, daha yüksek yoğunlukla sonuçlanır.”
Benzersiz Mercekleme Özellikleri ve Araştırma Olanakları
UCR’de doktora sonrası araştırmacı ve JWST-ER1g makalesinin ortak yazarı Daneng Yang’a göre, JWST-ER1g, Dünya’dan 3,4 milyar yıl sonra oluştu. Büyük patlama“karanlık madde hakkında bilgi edinmek için harika bir şans” sağlıyor.
“Bu güçlü mercekleme nesnesi benzersizdir çünkü mükemmel bir Einstein halkasına sahiptir ve bundan halka içindeki toplam kütle hakkında değerli bilgiler elde edebiliriz; bu, karanlık maddenin özelliklerini test etmek için kritik bir adımdır” dedi.
James Webb Uzay Teleskobunun Katkıları
2021’in Noel Günü’nde piyasaya sürüldü. NASAJWST yörüngede dönen bir kızılötesi gözlemevidir. Webb olarak da adlandırılan bu araç, evrenle ilgili soruları yanıtlamak için tasarlandı. Şimdiye kadar yapılmış en büyük, en karmaşık ve en güçlü uzay teleskopudur.
Yu, “JWST, evrenin genç olduğu dönemde oluşan antik galaksileri gözlemlememiz için eşi benzeri görülmemiş bir fırsat sunuyor” dedi. “Yakında JWST’den daha fazla sürpriz görmeyi ve karanlık madde hakkında daha fazla şey öğrenmeyi bekliyoruz.”
Açık erişimli araştırma makalesinin başlığı “Soğuk Karanlık Madde ve Güçlü Yerçekimi Mercekleme Nesnesi JWST-ER1’in Kendiliğinden Etkileşime Giren Karanlık Madde Yorumları”dır.
Referans: Demao Kong, Daneng Yang ve Hai-Bo Yu, 11 Nisan 2024, “Güçlü Yerçekimi Mercek Nesnesi JWST-ER1’in Soğuk Karanlık Madde ve Kendiliğinden Etkileşen Karanlık Madde Yorumları”, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ad394b
Çalışma John Templeton Vakfı ve ABD Enerji Bakanlığı tarafından desteklendi.