Webb verileri, ilk gökadaların çoğunun disk benzeri veya küresel değil, uzun ve ince olduğunu ileri sürüyor

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan alınan görüntüleri analiz eden Columbia araştırmacıları, erken evrendeki galaksilerin genellikle ekmek çubukları gibi düz ve uzun olduğunu ve nadiren pizza hamuru topları gibi yuvarlak olduğunu buldu.

Columbia Üniversitesi’nden NASA Hubble Üyesi ve 2013’te yayınlanması planlanan yeni bir makalenin başyazarı olan Viraj Pandya, “İncelediğimiz galaksilerin yaklaşık %50 ila 80’i iki boyutta düzleşmiş gibi görünüyor” dedi. Astrofizik Dergisi bu bulguları özetliyor. Kağıt şu anda yayınlanan üzerinde arXiv ön baskı sunucusu.

“Uzun, ince ekmek çubuklarına benzeyen galaksiler, erken evrende çok yaygın görünüyor; bu da şaşırtıcı çünkü günümüz evrenindeki galaksiler arasında nadir bulunuyorlar.”

Ekip, Webb tarafından sağlanan ve yakın kızılötesi görüntülerden oluşan geniş bir alana odaklandı. Kozmik Evrim Erken Yayın Bilimi (CEERS) AraştırmasıEvrenin 600 milyon ila 6 milyar yaşında olduğu dönemde var olduğu tahmin edilen galaksileri ayıklamak.

Uzak galaksilerin çoğu ekmek çubuklarına benzerken, diğerleri pizza turtaları ve pizza hamuru topları şeklindedir. “Pizza hamuru topları” veya küre şeklindeki galaksiler, en küçük galaksi türü gibi görünüyor ve aynı zamanda en az tanımlanan galaksiler. Pizza pastası şeklindeki galaksilerin, en uzun eksenleri boyunca ekmek çubuğu şeklindeki galaksiler kadar büyük olduğu bulundu. “Evrenin devam eden genişlemesi nedeniyle daha yaşlı, daha olgun galaksilerden oluşan yakındaki evrende daha yaygındırlar.”

Eğer saati milyarlarca yıl geriye alabilseydik Samanyolu galaksimiz hangi kategoriye girerdi? Araştırmanın ortak yazarlarından Ph.D. Haowen Zhang, “En iyi tahminimiz bunun daha çok bir ekmek çubuğuna benzemiş olabileceğidir” dedi. Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nden aday. Bu hipotez kısmen Webb’den elde edilen yeni kanıtlara dayanıyor; teorisyenler Samanyolu’nun milyarlarca yıl önceki kütlesini tahmin etmek için “saati geri sardılar”, bu da onun uzak geçmişteki muhtemel ekmek çubuğu şeklini akla getiriyor.

Bu uzak gökadalar aynı zamanda yakınlardaki spiral ve eliptik gökadalardan çok daha az kütlelidir; bunlar bizimki gibi daha büyük gökadaların öncüleridir. Columbia Üniversitesi’nden ortak yazar ve NASA Hubble Üyesi Kartheik Iyer, “Evrenin erken dönemlerinde galaksilerin büyümesi için çok daha az zamanları vardı” dedi.

“İlk gökadalar için ek kategoriler belirlemek heyecan verici; şimdi analiz edilecek daha çok şey var. Artık gökadaların şekillerinin görünüşleriyle nasıl ilişkili olduğunu inceleyebilir ve nasıl oluştuklarını çok daha ayrıntılı olarak daha iyi yansıtabiliriz.”

Kanarya Adaları Astrofizik Enstitüsü’nde öğretim üyesi araştırma bilimcisi olan ortak yazar Marc Huertas-Company, 1990 yılında fırlatılan ve bugüne kadar veri toplayan uzay teleskobu Hubble’ın “uzun süredir çok sayıda uzun galaksi gösterdiğini” açıkladı. Ancak araştırmacılar hâlâ şunu merak ediyordu: 2021’de fırlatılan Webb teleskopunun kızılötesi ışığa duyarlılığı sayesinde ek ayrıntılar daha iyi mi ortaya çıkacak?

Huertas-Company, “Webb, Hubble’ın her ikisinin de gözlemlediği galaksilerdeki herhangi bir ek özelliği kaçırmadığını doğruladı. Ayrıca, Webb bize benzer şekillere sahip daha birçok uzak galaksiyi de çok detaylı bir şekilde gösterdi.” dedi.

Elbette bir soru da, ilk gökadaların neden bu kadar düzleşme ve uzama eğiliminde olduğudur. Pandya’nın açıkladığı hipotezlerden biri, erken evrenin, gaz ve yıldızları beraberinde getiren bir tür “iskelet arka planı” veya “kozmik otoyol” oluşturan karanlık madde iplikçikleriyle dolu olabileceği yönünde. Bu iplikçikler hala mevcuttur ancak evren genişledikçe çok daha dağınık hale gelmişlerdir, dolayısıyla ekmek çubuğu şeklindeki galaksilerin oluşumunu destekleme olasılıkları daha düşük olabilir.

Makalenin adı “Muzlara Giden Galaksiler”, bu da yazarların verilerine baktıklarında akıllarına gelen bir başka gıda benzetmesi. Yazarlar galaksilerin en-boy oranlarını en uzun eksen uzunluklarına göre çizdiklerinde, ortaya çıkan diyagramların açıkça muzlara benzediğini, onların uzun elipsoid (yani ekmek çubuğu) şeklini yansıtan bir şekil olduğunu buldular.

Pandya, “Muzlar, doğası gereği uzun galaksilerin evrenin ilk 4 milyar yılında baskın galaksiler gibi göründüğünü söylemenin başka bir yoludur” dedi.

Bilgimizde hala boşluklar var. Araştırmacılar, uzak gökadaların özelliklerini ve kesin konumlarını daha da geliştirmek için yalnızca Webb’den daha büyük bir örneklem boyutuna ihtiyaç duymakla kalmayacak, aynı zamanda uzak gökadaların kesin geometrilerini daha iyi yansıtacak şekilde modellerini ayarlamak ve güncellemek için de bol miktarda zaman harcamaları gerekecek.

Waterville, Maine’deki Colby College’da doçent olan ortak yazar Elizabeth McGrath, “Bunlar erken sonuçlardır” dedi. “Neler olup bittiğini anlamak için verileri daha derinlemesine incelememiz gerekiyor, ancak bu erken trendler konusunda çok heyecanlıyız.”