ALMA radyo teleskop dizisi, Büyük Patlama’dan 367 milyon yıl sonra, JWST tarafından tanımlanan uzak bir galaksinin, GHZ2/GLASS-z12’nin tam kozmik yaşını saptadı. ALMA’nın derin spektroskopik gözlemleri, galaksinin yakınındaki iyonize Oksijen ile ilişkili bir spektral emisyon çizgisini ortaya çıkardı; bu çizginin yayınlanmasından bu yana Evrenin genişlemesi nedeniyle gözlenen frekansında kayma oldu. Bu gözlem, JWST’nin mesafeleri kaydedebildiğini doğruluyor ve Evrendeki en eski gökadaların oluşumunu anlama yeteneğimizde bir sıçrama olduğunu müjdeliyor. Kaynak: NASA / ESA / CSA / T. Treu, UCLA / NAOJ / T. Bakx, Nagoya U.
Ortak bir ekip tarafından yönetilen yeni bir çalışma Nagoya Üniversitesi ve Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi çok uzak bir galaksinin kozmik yaşını ölçtü. Ekip, Evrenin yaşının yaklaşık %97’sinde dolaşan bir radyo sinyalini tespit etmek için ALMA radyo teleskop dizisini kullandı. Bu keşif, Evren’in çok erken dönemlerinde bulunan galaksilerin varlığını doğrulamaktadır. James Webb Uzay Teleskobu. Araştırma yayınlandı Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri.
GHZ2/GLASS-z12 olarak adlandırılan gökada, başlangıçta uzak Evreni ve büyük gökada kümelerinin arkasını gözlemleyen bir araştırma olan JWST GLASS araştırmasında tanımlandı. Bu gözlemler, bir kameradaki ayrı RGB renklerine benzer şekilde, farklı geniş bant renk filtreleri kullanan birkaç görüntüden oluşur. Uzak galaksiler için, ışığın bize ulaşması o kadar uzun zaman alıyor ki, Evrenin genişlemesi bu ışığın rengini kırmızıya kayma denilen görünür ışık tayfının kırmızı ucuna doğru kaydırdı. Sonuç olarak GHZ2/GLASS-z12’nin kırmızı rengi, araştırmacıların onu gözlemledikleri uzak bir galaksi için en inandırıcı adaylardan biri olarak tanımlamasına yardımcı oldu.
James Webb Uzay Teleskobu (JWST) gözlemlerinin ilk birkaç haftasında o kadar çok parlak uzak gökada tespit edildi ki, bu, en eski gökadaların oluşumuna ilişkin temel anlayışımıza meydan okudu. Bununla birlikte, bu kırmızı renkler yalnızca uzak bir galaksinin göstergesidir ve bunun yerine, daha uzak bir nesne gibi görünen çok toz bakımından zengin bir galaksi olabilir. Yalnızca spektral çizgilerin doğrudan gözlemlenmesi – bir galaksinin ışık spektrumunda bulunan ve mevcut elementleri tanımlamak için kullanılan çizgiler – bu galaksilerin gerçek uzaklıklarını sağlam bir şekilde doğrulayabilir.
Bu erken galaksi adaylarının keşfedilmesinden hemen sonra, Nagoya Üniversitesi ve Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi’ndeki iki erken kariyer araştırmacısı, Dünya’nın kırk radyo teleskopunu kullandı. ALMA Galaksilerin gerçek yaşlarını doğrulamak için bir spektral çizgi aramak üzere Şili’de dizilmişti.
İlişkili ALMA spektrumuyla birlikte GHZ2/GLASS-z12 galaksisinin görüntüsü. ALMA’nın derin spektroskopik gözlemleri, galaksinin yakınındaki iyonize Oksijen ile ilişkili bir spektral emisyon çizgisini ortaya çıkardı; bu çizginin yayınlanmasından bu yana Evrenin genişlemesi nedeniyle gözlenen frekansında kayma oldu. Kaynak: NASA / ESA / CSA / T. Treu, UCLA / NAOJ / T. Bakx, Nagoya U.
ALMA, JWST gözlemlerinin önerdiği beklenen frekansta oksijenle ilişkili bir emisyon hattını aramak için GHZ2/GLASS-z12’yi işaret etti. Oksijen, nispeten kısa oluşum zaman ölçeği nedeniyle uzak gökadalarda tipik olarak bol bulunan bir elementtir, bu nedenle ekip, tespit şansını artırmak için bir oksijen emisyon çizgisi aramayı seçti.
ALMA, 12 metrelik teleskoplarının her birinin sinyalini birleştirerek galaksinin konumuna yakın emisyon çizgisini tespit edebildi. Çizginin gözlenen kırmızıya kayması, galaksiyi Büyük Patlama’dan sadece 367 milyon yıl sonraki haliyle gördüğümüzü gösteriyor.
Nagoya Üniversitesi’nden başyazar Tom Bakx, “James Webb Uzay Teleskobu’nun ilk görüntüleri o kadar çok erken galaksiyi ortaya çıkardı ki, sonuçlarını Dünya’daki en iyi gözlemevini kullanarak test etmek zorunda hissettik” dedi. “Gözlemsel bir astronom olmak için çok heyecan verici bir zamandı ve JWST sonuçlarını gerçek zamanlı olarak test edecek gözlemlerin durumunu takip edebildik.”
Yazar Tom Bakx, “Başlangıçta tespit edilen oksijen emisyon çizgisi ile Webb’in gördüğü galaksi arasındaki konumdaki küçük değişiklikten endişe duyduk,” diyor, “ancak bunun gerçekten sağlam bir tespit olduğunu doğrulamak için gözlemler üzerinde ayrıntılı testler yaptık ve başka bir yorumla açıklamak çok zor.”
Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi’nden yardımcı yazar Jorge Zavala ekliyor: “Parlak çizgi emisyonu, bu galaksinin gaz rezervlerini hidrojen ve helyumdan daha ağır elementlerle hızla zenginleştirdiğini gösteriyor. Bu bize ilk nesil yıldızların oluşumu, evrimi ve ömürleri hakkında bazı ipuçları veriyor. Oksijen gazı ile yıldızların emisyonu arasında gördüğümüz küçük ayrım, bu erken galaksilerin, gazı galaksi merkezinden galaksiyi çevreleyen bölgeye ve hatta ötesine savuran şiddetli patlamalardan muzdarip olduğunu da gösteriyor olabilir.”
“Bu derin ALMA gözlemleri, ilk birkaç yüz milyon yıl içinde galaksilerin varlığına dair güçlü kanıtlar sağlıyor. Büyük patlamave Webb gözlemlerinden elde edilen şaşırtıcı sonuçları doğruluyor. JWST’nin çalışması daha yeni başladı, ancak biz zaten galaksilerin erken Evren’de nasıl oluştuğuna dair modellerimizi bu gözlemlere uyacak şekilde ayarlıyoruz. Webb’in ve radyo teleskop dizisi ALMA’nın birleşik gücü, kozmik ufkumuzu Evrenin şafağına daha da yakınlaştırmamız için bize güven veriyor.”
