Yıldız çubukları, evrenin ilk galaksilerinin önceden düşünülenden çok daha hızlı evrimleştiğini gösteriyor

On milyar yılı aşkın bir süre öncesine dayanan yeni bir araştırmaya göre, evrenin ilk galaksileri daha az kaotikti ve önceden düşünülenden çok daha hızlı gelişti. İngiltere’deki Durham Üniversitesi liderliğindeki uluslararası gökbilimcilerden oluşan bir ekip, evrenin yalnızca birkaç milyar yaşında olduğu dönemde çubuk oluşumunun kanıtlarını bulmak için James Webb Uzay Teleskobu’nu (JWST) kullandı.

Bu son araştırma dergide yayınlandı Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.

Çubuklar, Samanyolu gibi disk veya sarmal gökadalarda bulunan uzun yıldız şeritleridir. Çubuklar geliştikçe galaksi içindeki yıldız oluşumunu düzenleyerek galaksinin merkez bölgesine gaz itiyorlar ve varlıkları bilim adamlarına galaksilerin yerleşik, olgun bir aşamaya girdiğini söylüyor.

Hubble Uzay Teleskobu kullanılarak gerçekleştirilen önceki çalışmalar, sekiz veya dokuz milyar yıl öncesine kadar çubuk oluşturan galaksileri tespit edebilmişti. Ancak JWST’nin sunduğu artan hassasiyet ve dalga boyu aralığı, araştırmacıların bu olgunun zamanda daha da geriye doğru gerçekleştiğini görebildiği anlamına geliyor. Bu, bilim adamlarının evrenin oluşumunun ilk aşamalarında galaksi evrimi hakkındaki teorilerini yeniden düşünmeleri gerekebileceği anlamına geliyor.

Başyazar Zoe Le Conte, Ph.D. Durham Üniversitesi Fizik Bölümü, Ekstragalaktik Astronomi Merkezi’ndeki araştırmacı şunları söyledi: “Evrenin erken dönemlerindeki galaksiler düşündüğümüzden çok daha hızlı olgunlaşıyor. Bu gerçek bir sürpriz çünkü evrenin o aşamada çok çalkantılı olmasını beklersiniz. Galaksiler arasında çok sayıda çarpışma ve henüz yıldızlara dönüşmemiş çok miktarda gaz var.

“Ancak, James Webb Uzay Teleskobu sayesinde bu çubukların çoğunu evrenin yaşamında çok daha erken bir zamanda görüyoruz, bu da galaksilerin evrimlerinin önceden düşünülenden daha sabit bir aşamada olduğu anlamına geliyor. Bu da, duruma göre ayarlama yapmamız gerektiği anlamına geliyor.” erken galaksi evrimi hakkındaki görüşlerimiz.”

Araştırmacılar JWST’yi, sekiz ila 11,5 milyar yıl önce görüldüğü gibi galaksilerdeki çubuk oluşumunu aramak için kullandılar. Evrenin kendisi 13,7 milyar yaşındadır.

Araştırmacılar, gözlemlenen 368 disk gökadanın neredeyse %20’sinin çubuklara sahip olduğunu gördüler; bu sayı Hubble’ın gözlemlediğinin iki katıydı.

Durham Üniversitesi Fizik Bölümü, Galaksi Dışı Astronomi Merkezi’nden ortak yazar Dr. Dimitri Gadotti şunları kaydetti: “Evrenin erken dönemlerinde, Hubble çalışmalarında daha önce bulunanlardan çok daha fazla çubuğun mevcut olduğunu bulduk, bu da çubuk güdümlü galaksinin varlığını ima ediyor.” Evrim, önceden düşünülenden çok daha uzun süredir devam ediyor. Çok daha fazla çubuğun olması çok heyecan verici.

“James Webb ile yaptığımız gözlemlerle aynı sonuçları alıp alamayacağımızı görmek için artık evren simülasyonlarının dikkatle incelenmesi gerekiyor. Bildiğimizi sandığımız şeylerin dışında düşünmeliyiz.”

Araştırmacılar zamanda daha geriye baktıkça, giderek daha az çubuk oluşturan galaksileri görebildiler.

Bunun, evrenin daha erken bir aşamasındaki galaksilerin o kadar iyi oluşmamış olmasından kaynaklanabileceğini söylüyorlar. JWST’nin sunduğu artan teleskopik güce rağmen, tespit edilmesi daha az kolay olan daha kısa yıldız çubuklarını görmenin şu anda hiçbir yolu yok.

Araştırmacılar artık erken evrendeki daha fazla galaksiyi araştırmak ve onların da çubuklar oluşturup oluşturmadığını görmek istediklerini söylüyorlar. Zamanla çubuk büyümesine ve bu büyümenin arkasında hangi mekanizmaların olduğuna bakmak için zaman içinde daha geriye (12,2 milyar yıl) bakmayı umuyorlar.

JWST, Hubble Uzay Teleskobu’nun yerine geçmiştir ve şimdiye kadar yapılmış en büyük, en güçlü uzay teleskopudur.

Durham Üniversitesi’nin Galaksi Dışı Astronomi Merkezi, galaksileri ve kara delikleri araştırmak için kullanılan Orta Kızılötesi Enstrüman (MIRI) dahil olmak üzere teleskopun bilimsel gelişiminde yer aldı. Durham’ın Gelişmiş Enstrümantasyon Merkezi ayrıca JWST’nin Yakın Kızılötesi Spektrografının (NIRSpec) İntegral Alan Birimi cihazının bazı optiklerini de yaptı.

Son çalışmaya ayrıca Kanada, Victoria Üniversitesi, Durham Üniversitesi Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü’nden bilim insanları; Jodrell Bank Astrofizik Merkezi – Manchester Üniversitesi, Birleşik Krallık; Avrupa Güney Gözlemevi; Kore Cumhuriyeti Kyungpook Ulusal Üniversitesi Astronomi ve Atmosfer Bilimleri Bölümü; Max Planck Astronomi Enstitüsü, Almanya; Aix Marsilya Üniversitesi, Fransa.