NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan (Webb veya JWST olarak da bilinir) alınan bu kızılötesi görüntü, JWST Gelişmiş Derin Galaksi Dışı Araştırma veya JADES programı için NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) tarafından çekildi. NIRCam verileri, spektroskopik gözlemlerle hangi galaksilerin daha fazla çalışılacağını belirlemek için kullanıldı. Böyle bir galaksi olan JADES-GS-z14-0’ın (çekmede gösterilmektedir) 14,32 (+0,08/-0,20) kırmızıya kayması olduğu belirlendi ve bu da onu bilinen en uzak galaksinin şu anki rekorunun sahibi yapıyor. Bu, Büyük Patlama’nın üzerinden 300 milyon yıldan daha kısa bir süreye denk geliyor. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)
Gökbilimciler bunu kullanıyor NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu bilinen en eski ve en uzak galaksileri keşfettiler; bunların tarihi sadece 300 milyon yıl sonrasına kadar uzanıyor. Büyük patlamaevrenin erken aşamalarını anlamada önemli bir kilometre taşı.
Uluslararası bir gökbilimci ekibi, Büyük Patlama’dan yalnızca 300 milyon yıl sonrasına tarihlenen, şimdiye kadar doğrulanan en eski ve en uzak iki gökadanın keşfini duyurdu. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile elde edilen bu önemli bulgu, erken evren araştırmalarında önemli bir dönüm noktasına işaret ediyor. Bu galaksiler, UC Santa Cruz gökbilimcisi Brant Robertson’un liderliğindeki JWST Gelişmiş Derin Galaksi Dışı Araştırma (JADES) ekibi tarafından keşfedildi.
JADES yönetim kurulunda yer alan astronomi ve astrofizik profesörü Robertson, “Bu keşif tamamen beklenmedik bir keşif ve JWST ile bugüne kadar yapılan en önemli galaksi dışı keşif olarak görülmesi muhtemel” dedi. Keşfin çeşitli yönlerini aktaran üç makaleden ilkinin baş yazarıdır.
Bir makalede yazarlar şu sonuca varıyor: “Bu, yeni JWST gözlemlerinin uzak evren hakkındaki bilgilerimiz üzerinde yaratabileceği doğrudan etkiyi gösteriyor. Büyük Patlama’dan 300 milyon yıldan daha kısa süre sonra oluşmuş yüksek kırmızıya kaymalı galaksi popülasyonlarıyla, JWST operasyonlarının ilk on sekiz ayı boyunca kozmik geçmişe erişimimizi %40 oranında genişlettik.”
“Kırmızıya kayma”, uzak galaksilerden gelen ışığın dalga boyunun ilerledikçe genişlediği, evrenin genişlemesinden kaynaklanan bir etkiyi ifade eder. Yeni keşfedilen bu galaksilerde etki son derece büyüktür; 15 kat uzar ve galaksilerin ultraviyole ışığını bile yalnızca JWST’nin görebildiği kızılötesi dalga boylarına taşır.
Bilim adamları, kırmızıya kaymasını doğru bir şekilde ölçmek ve dolayısıyla yaşını belirlemek amacıyla uzak gökada JADES-GS-z14-0’un bir spektrumunu elde etmek için NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun NIRSpec’ini (Yakın Kızılötesi Spektrograf) kullandılar. Kırmızıya kayma, Lyman-alfa kırılması olarak bilinen kritik dalga boyunun konumundan belirlenebilir. Bu galaksinin tarihi Büyük Patlama’dan 300 milyon yıldan daha kısa bir süre sonrasına kadar uzanıyor. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI), S. Carniani (Scuola Normale Superiore), JADES İşbirliği
Erken Galaksileri Takip Etmek
Modern teori, galaksilerin, yerçekiminin kozmik gazı ve karanlık maddeyi “haleler” olarak bilinen yoğun topaklar halinde yoğunlaştırdığı özel bölgelerde geliştiğini öne sürüyor. Bu haleler erken evrende hızla evrimleşerek giderek daha büyük madde koleksiyonlarına karışıyor. Bu hızlı gelişme, gökbilimcilerin daha eski gökadaları bulma konusunda bu kadar istekli olmalarının nedenidir: Her küçük artış, gözlerimizi, daha parlak gökadaların daha belirgin ve sıra dışı olduğu, daha az gelişmiş bir döneme kaydırır.
Hubble Ultra Derin Alanı yakınındaki bir bölgede bulunan yeni keşfedilen iki gökadanın spektroskopik olarak doğrulanması sağlandı. İşbirliğinin standart adlandırma uygulamasına uygun olarak, galaksiler artık JADES-GS-z14-0 ve JADES-GS-z14-1 olarak biliniyor; ilki, ikisinden daha uzak olanı.
JADES-GS-z14-0, yeni mesafe rekoru sahibi olmasının yanı sıra büyüklüğü ve parlaklığıyla da dikkat çekiyor. JWST gökadanın çapını 1.600 ışıkyılının üzerinde ölçüyor. En parlak galaksilerin çoğu, ışıklarının büyük kısmını süper kütleli bir kütleye düşen gaz yoluyla üretirler. Kara delik, bir kuasar üretiyor. Ancak ekip, JADES-GS-z14-0’ın büyük boyutunun, ışığın genç yıldızlar tarafından üretilmesi gerektiği anlamına geldiğini söylüyor.
Derinlerde Gizli Mücevherler
Yine de devasa galaksi, bir yıl kadar önce onu ilk fark ettiklerinde JADES ekibi için bir bilmeceydi; çünkü gökyüzünde ön plandaki bir galaksiye yeterince yakın göründüğü için ikisinin komşu olmadığından emin olamıyorlardı. Ancak Ekim 2023’te JADES ekibi, “JADES Köken Alanı”nı oluşturmak için JWST Yakın Kızılötesi Kamera ile yalnızca bir alanda beş tam gün kullanarak daha da derin görüntüleme gerçekleştirdi. İlk gökadaları daha iyi izole etmek için tasarlanan filtrelerin kullanılmasıyla, JADES-GS-z14-0’ın gerçekten çok uzak olduğuna dair güven arttı.
Ayrıca galaksi, ekibin JWST Mid-InfraRed Instrument ile ultra derin görüntüleme gerçekleştirdiği bir bölgeye düşüyordu. Bu birleştirilmiş görüntüleme sonuçları, ekibi, galaksiyi, soluk erken galaksiler üzerinde spektroskopi yürütmek için 75 saatlik bir kampanya olan JADES’in temel gözlemi olarak planlanan şeye dahil etmeye ikna etti. Spektroskopi, JADES-GS-z14-0’ın gerçekten de rekor kıran bir galaksi olduğuna ve daha sönük aday olan JADES-GS-z14-1’in de neredeyse aynı uzaklıkta olduğuna dair umutları doğruladı.
Kozmik Keşiflerde Yeni Bir Dönem
Yüksek parlaklık ve yıldız kökeninin birleşimi, JADES-GS-z14-0’ı erken evrendeki büyük, büyük kütleli gökadaların hızlı oluşumunun şimdiye kadarki en ayırt edici kanıtı haline getiriyor. Robertson, “Bu galaksiyi 10 kat daha sönük olsa bile tespit edebilirdik, bu da evrende daha erken, muhtemelen ilk 200 milyon yılda başka örnekler görebileceğimiz anlamına geliyor” dedi. “Bu galaksi gerçekten bir mücevher ve erken evrendeki daha gizli hazinelere işaret ediyor.”
Robertson’un “JADES Kökenleri Alanındaki En Eski Galaksiler: Parlaklık Fonksiyonu ve Kozmik Yıldız Oluşum Hızı Yoğunluğu Büyük Patlamadan 300 Myr Sonra” başlıklı makalesi, JADES’te yayınlanmak üzere kabul edildi. Astrofizik Dergisi.
Referans: “JADES Kökenleri Alanındaki En Eski Galaksiler: Parlaklık Fonksiyonu ve Kozmik Yıldız Oluşum Hızı Yoğunluğu Büyük Patlamadan 300 Myr Sonra” Yazan: Brant Robertson, Benjamin D. Johnson, Sandro Tacchella, Daniel J. Eisenstein, Kevin Hainline, Santiago Arribas, William M. Baker, Andrew J. Bunker, Stefano Carniani, Courtney Carreira, Phillip A. Cargile, Stéphane Charlot, Jacopo Chevallard, Mirko Curti, Emma Curtis-Lake, Francesco D’Eugenio, Eiichi Egami, Ryan Hausen, Jakob M. Helton , Peter Jakobsen, Zhiyuan Ji, Gareth C. Jones, Roberto Maiolino, Michael V. Maseda, Erica Nelson, Pablo G. Pérez-González, Dávid Puskás, Marcia Rieke, Renske Smit, Fengwu Sun, Hannah Übler, Lily Whitler, Christina C Williams, Christopher NA Willmer, Chris Willott, Joris Witstok, Kabul Edildi, Astrofizik Dergisi.
arXiv:2312.10033
James Webb Uzay Teleskobu, NASA’nın ortakları ESA ile birlikte yürüttüğü uluslararası bir programdır (Avrupa Uzay Ajansı) ve CSA (Kanada Uzay Ajansı).