Webb Uzay Teleskobu Kozmik Ağın İlk Tellerini Aydınlatıyor

Evrenin doğumundan sadece 830 milyon yıl sonra görülen 10 galaksiden oluşan bir iplikçik

Evrenimizin her tarafına kozmik ağ adı verilen ağ benzeri bir galaksi yapısı örülmüştür. Galaksiler, devasa boşluklar da içeren bu uçsuz bucaksız ağda iplikçikler boyunca dizilmişlerdir. Şimdi, Webb’i kullanan gökbilimciler, bu yapının erken bir sarmalını, büyük patlamadan sadece 830 milyon yıl sonra var olan 10 gökadadan oluşan uzun, dar bir iplikçik keşfettiler. 3 milyon ışık yılı-uzun yapı, parlak bir kuasar tarafından demirlenir – aktif, süper kütleli bir galaksi Kara delik onun çekirdeğinde. Ekip, kozmik ağın bu ilk ipliğinin sonunda devasa bir gökada kümesine dönüşeceğine inanıyor.

Aynı çalışma genç evrendeki sekiz kuasarın özelliklerini de araştırıyor. Bilim adamları, galaksilerin büyük patlamadan bir milyar yıldan daha kısa bir süre sonra var olan merkezi karadeliklerinin kütlelerinin Güneşimizin kütlesinin 600 milyondan 2 milyar katına kadar değiştiğini belirlediler. Hala bu kara deliklerin nasıl bu kadar hızlı büyüyebileceğini açıklamaya çalışıyorlar.

Webb’in NIRCam’inden (Yakın Kızılötesi Kamera) alınan bu derin gökada alanı, çapraz, iplik benzeri bir çizgide sekiz beyaz daireyle işaretlenmiş 10 uzak gökadanın düzenini gösteriyor. (Çemberlerden ikisi birden fazla gökada içerir.) Bu 3 milyon ışıkyılı uzunluğundaki iplikçik, çok uzak ve parlak bir kuasar tarafından sabitlenmiştir – çekirdeğinde aktif, süper kütleli bir kara delik bulunan bir gökada. J0305-3150 olarak adlandırılan kuasar, görüntünün sağ tarafında üç daireden oluşan kümenin ortasında beliriyor. Parlaklığı, ev sahibi galaksisini gölgede bırakır. İşaretli 10 galaksi, büyük patlamadan sadece 830 milyon yıl sonra var oldu. Ekip, filamanın sonunda devasa bir gökada kümesine dönüşeceğine inanıyor. Kredi: NASA, ESA, CSA, Feige Wang (Arizona Üniversitesi), Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI)

Webb Uzay Teleskobu, Kozmik Ağın En Eski Tellerini Belirliyor

Galaksiler, evren boyunca rastgele dağılmamıştır. Sadece kümeler halinde değil, aynı zamanda aralarında devasa çorak boşluklar bulunan geniş, birbirine bağlı ipliksi yapılar halinde bir araya geliyorlar. Bu “kozmik ağ” ince başladı ve yerçekimi maddeyi bir araya çektikçe zamanla daha belirgin hale geldi.

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, büyük patlamadan sadece 830 milyon yıl sonra var olan 10 gökadadan oluşan iplik benzeri bir düzenleme keşfettiler. 3 milyon ışıkyılı uzunluğundaki yapı, merkezinde aktif, süper kütleli bir kara delik bulunan bir galaksi olan parlak bir kuasar tarafından sabitlenmiştir. Ekip, filamanın eninde sonunda, yakın evrendeki iyi bilinen Koma Kümesi gibi devasa bir gökada kümesine dönüşeceğine inanıyor.

Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nden ekip üyesi Xiaohui Fan, “Bu filamanın ne kadar uzun ve ne kadar dar olduğuna şaşırdım” dedi. “Bir şey bulmayı bekliyordum ama bu kadar uzun, belirgin şekilde ince bir yapı beklemiyordum.”

Bu programın baş araştırmacısı olan Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nden Feige Wang, “Bu, insanların uzaktaki bir kuasarla ilişkili bulduğu en eski ipliksi yapılardan biri” diye ekledi.

(Bilgi grafiğinin tamamını görmek için resme tıklayın.) 13 milyar yıldan daha uzun bir süre önce, Yeniden İyonlaşma Çağı sırasında, evren çok farklı bir yerdi. Galaksiler arasındaki gaz, enerjik ışığa büyük ölçüde opaktı ve genç galaksileri gözlemlemeyi zorlaştırıyordu. Evrenin tamamen iyonlaşmasına veya şeffaf olmasına, sonunda bugün evrenin büyük bölümünde tespit edilen “berrak” koşullara yol açmasına ne izin verdi? James Webb Uzay Teleskobu, evrenin tarihindeki bu büyük geçişi anlamamıza yardımcı olmak için Yeniden İyonlaşma Çağı sırasında var olan nesneler hakkında daha fazla bilgi toplamak için uzayın derinliklerine bakacak. Kredi: NASA, ESA ve J. Kang (STScI)

Bu keşif tarihten HEDEFLEMEK Ana amacı en eski karadeliklerin kozmik ortamlarını incelemek olan proje (A SPectroscopic survey of biased hales In the Reionization Era). Toplamda, program, Büyük Patlama’dan sonraki ilk milyar yıl içinde var olan 25 kuasar gözlemleyecek, bu dönem Yeniden İyonlaşma Dönemi olarak biliniyor.

“Son yirmi yıllık kozmoloji araştırmaları bize kozmik ağın nasıl oluştuğuna ve geliştiğine dair sağlam bir anlayış sağladı. ASPIRE, Santa Barbara’daki California Üniversitesi’nden ekip üyesi Joseph Hennawi, “ASPIRE, en eski büyük kara deliklerin ortaya çıkışını kozmik yapının oluşumuna ilişkin mevcut hikayemize nasıl dahil edeceğimizi anlamayı amaçlıyor” dedi.

Bu pusula görüntüsü, ASPIRE programı için Webb’in NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) tarafından görüntülenen derin bir gökada alanını göstermektedir. Alan, parlaklığı ev sahibi gökadayı gölgede bırakan J0305-3150 adlı bir kuasar içerir. Sağ altta, görüntünün gökyüzündeki yönünü gösteren pusula okları vardır. Görüntünün altında, görüntüyü oluşturmak için hangi NIRCam filtrelerinin kullanıldığını ve her filtreye hangi görünür ışık renginin atandığını gösteren bir renk anahtarı bulunur. Kredi: NASA, ESA, CSA, Feige Wang (Arizona Üniversitesi), Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI)

Büyüyen Canavarlar

Çalışmanın bir diğer bölümü ise genç evrendeki sekiz kuasarın özelliklerini araştırıyor. Ekip, büyük patlamadan bir milyar yıldan daha kısa bir süre sonra var olan merkezi kara deliklerin, kütlelerinin Güneşimizin kütlesinin 600 milyon ila 2 milyar katı arasında değiştiğini doğruladı. Gökbilimciler, bu kara deliklerin nasıl bu kadar hızlı büyüyebileceğini açıklamak için kanıt aramaya devam ediyor.

“Bu kadar kısa sürede bu süper kütleli kara delikleri oluşturmak için iki kriterin karşılanması gerekiyor. İlk olarak, devasa bir ‘tohum’ kara deliğinden büyümeye başlamalısınız. İkincisi, bu tohum bin Güneş’e eşdeğer bir kütle ile başlasa bile, yine de tüm yaşamı boyunca mümkün olan en yüksek oranda bir milyon kat daha fazla madde biriktirmesi gerekiyor,” diye açıkladı Wang.

Bu, bir sanatçının merkezinde parlak bir kuasar bulunan bir galaksi kavramıdır. Bir kuasar, Güneş’in kütlesinin milyonlarca ila milyarlarca katı olan çok parlak, uzak ve aktif bir süper kütleli kara deliktir. Evrendeki en parlak nesneler arasında yer alan bir kuasarın ışığı, ev sahibi galaksideki tüm yıldızların toplamından daha parlaktır. Kredi: NASA, ESA ve J. Olmsted (STScI)

“Bu benzeri görülmemiş gözlemler, kara deliklerin nasıl bir araya geldiğine dair önemli ipuçları sağlıyor. ASPIRE ile kara deliklerin araştırılmasına öncülük eden Arizona Üniversitesi’nden Jinyi Yang, “Bu kara deliklerin, büyümeleri için yakıt rezervuarı sağlayan büyük genç galaksilerde bulunduğunu öğrendik” dedi.

Webb ayrıca erken süper kütleli karadeliklerin galaksilerindeki yıldız oluşumunu potansiyel olarak nasıl düzenlediğine dair şimdiye kadarki en iyi kanıtı sağladı. Süper kütleli karadelikler maddeyi bir araya getirirken, aynı zamanda muazzam miktarda malzeme akışına da güç sağlayabilirler. Bu rüzgarlar galaktik ölçekte kara deliğin çok ötesine uzanabilir ve yıldızların oluşumu üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.

“Kara deliklerden gelen güçlü rüzgarlar, ev sahibi galaksideki yıldızların oluşumunu engelleyebilir. Bu tür rüzgarlar yakın evrende gözlemlendi, ancak Yeniden İyonlaşma Çağında hiçbir zaman doğrudan gözlemlenmedi,” dedi Yang. “Rüzgarın ölçeği, kuasarın yapısıyla ilgilidir. Webb gözlemlerinde, erken evrende bu tür rüzgarların var olduğunu görüyoruz.”

Bu sonuçlar iki gazetede yayınlandı. bu Astrofizik Dergi Mektupları 29 Haziran’da.

Referanslar:

“Yeniden İyonlaşma Döneminde Önyargılı Halelerin Spektroskopik Araştırması (ASPIRE): JWST, az = 6.61 Quasar civarında bir Filamenter Yapıyı Ortaya Çıkarıyor”, yazan Feige Wang, Jinyi Yang, Joseph F. Hennawi, Xiaohui Fan, Fengwu Sun, Jaclyn B. Champagne, Tiago Costa, Melanie Habouzit, Ryan Endsley, Zihao Li, Xiaojing Lin, Romain A. Meyer, Jan–Torge Schindler, Yunjing Wu, Eduardo Bañados, Aaron J. Barth, Aklant K. Bhowmick, Rebekka Bieri, Laura Blecha, Sarah Bosman, Zheng Cai, Luis Colina, Thomas Connor, Frederick B. Davies, Roberto Decarli, Gisella De Rosa, Alyssa B. Drake, Eiichi Egami, Anna-Christina Eilers, Analis E. Evans, Emanuele Paolo Farina, Zoltan Haiman, Linhua Jiang, Xiangyu Jin , Hyunsung D. Jun, Koki Kakiichi, Yana Khusanova, Girish Kulkarni, Mingyu Li, Weizhe Liu, Federica Loiacono, Alessandro Lupi, Chiara Mazzucchelli, Masafusa Onoue, Maria A. Pudoka, Sofia Rojas-Ruiz, Yue Shen, Michael A. Strauss , Wei Leong Tee, Benny Trakhtenbrot, Maxime Trebitsch, Bram Venemans, Marta Volonteri, Fabian Walter, Zhang-Liang Xie, Minghao Yue, Haowen Zhang, Huanian Zhang ve Siwei Zou, 29 Haziran 2023, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/accd6f

“Yeniden İyonlaşma Çağında Eğilimli Haloların Spektroskopik Araştırması (ASPIRE): JWST Kullanarak z > 6.5 Kuasarların Geri Kalan Çerçeve Optik Spektrumlarına İlk Bakış”, Jinyi Yang, Feige Wang, Xiaohui Fan, Joseph F. Hennawi, Aaron J Barth, Eduardo Bañados, Fengwu Sun, Weizhe Liu, Zheng Cai, Linhua Jiang, Zihao Li, Masafusa Onoue, Jan-Torge Schindler, Yue Shen, Yunjing Wu, Aklant K. Bhowmick, Rebekka Bieri, Laura Blecha, Sarah Bosman, Jaclyn B. Champagne, Luis Colina, Thomas Connor, Tiago Costa, Frederick B. Davies, Roberto Decarli, Gisella De Rosa, Alyssa B. Drake, Eiichi Egami, Anna-Christina Eilers, Analis E. Evans, Emanuele Paolo Farina, Melanie Habouzit, Zoltan Haiman, Xiangyu Jin, Hyunsung D. Jun, Koki Kakiichi, Yana Khusanova, Girish Kulkarni, Federica Loiacono, Alessandro Lupi, Chiara Mazzucchelli, Zhiwei Pan, Sofia Rojas-Ruiz, Michael A. Strauss, Wei Leong Tee, Benny Trakhtenbrot, Maxime Trebitsch, Bram Venemans, Marianne Vestergaard, Marta Volonteri, Fabian Walter, Zhang-Liang Xie, Minghao Yue, Haowen Zhang, Huanian Zhang ve Siwei Zou, 29 Haziran 2023, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/acc9c8

TO James Webb Uzay Teleskobu dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizdeki gizemleri çözecek, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyaların ötesine bakacak ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve içindeki yerimizi araştıracak. Webb liderliğindeki uluslararası bir programdır. NASA ortakları olan ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve CSA (Kanada Uzay Ajansı).