Araştırmacılar şunu kullanıyor: NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu Kara deliklerin parlaklıklarını artırması nedeniyle bazı erken galaksilerin ilk düşünüldüğü kadar büyük olmadıklarını keşfettiler.
Beklenenden daha fazla galaksi gözlemlenmesine rağmen, bu bulgular kozmolojinin standart modelinin geçerliliğini teyit ederken, aynı zamanda erken evrende potansiyel olarak hızlanan bir yıldız oluşumu oranına işaret ediyor. Galaktik oluşum anlayışımızı geliştirmek için daha fazla araştırma devam ediyor.
Webb Uzay Teleskobu ile İlk Bulgular
Gökbilimciler, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan erken evrendeki galaksilere dair ilk görüntüleri elde ettiklerinde, galaktik cüceler bulmayı bekliyorlardı; ancak bunun yerine, Olimpiyat vücut geliştirmecilerinden oluşan bir grupla karşılaştılar.
Bazı galaksilerin o kadar büyük ve hızlı büyüdüğü görüldü ki, simülasyonlar bunları açıklayamadı. Bazı araştırmacılar bunun şu anlama geldiğini öne sürdü: bir şeyler yanlış olabilir Evrenin nelerden oluştuğunu ve Büyük Patlama’dan bu yana nasıl evrimleştiğini açıklayan, kozmolojinin standart modeli olarak bilinen teoriyle.
Galaktik Kütle Tahminlerinin Gözden Geçirilmesi
Bugün (26 Ağustos) yayınlanan yeni bir araştırmaya göre; The Astrofizik Dergisi Austin’deki Teksas Üniversitesi’nden lisansüstü öğrencisi Katherine Chworowsky liderliğindeki bu erken galaksilerin bazıları aslında ilk göründüklerinden çok daha az kütleli. Bu galaksilerin bazılarındaki kara delikler onları gerçekte olduklarından çok daha parlak ve büyük gösteriyor.
Chworowsky, “Hâlâ tahmin edilenden daha fazla galaksi görüyoruz, ancak hiçbiri evreni ‘parçalayacak’ kadar büyük değil” dedi.
Kanıtlar, UT’de astronomi profesörü ve çalışmanın ortak yazarı olan Steven Finkelstein liderliğindeki Webb’in Kozmik Evrim Erken Salınım Bilimi (CEERS) Araştırması tarafından sağlandı.
Galaktik Parlaklıkta Kara Deliklerin Rolü
Bu son çalışmaya göre, aşırı büyük görünen galaksiler muhtemelen hızla gaz tüketen kara deliklere ev sahipliği yapıyor. Hızla hareket eden gazdaki sürtünme ısı ve ışık yayarak bu galaksileri, ışık sadece yıldızlardan yayılmış olsaydı olacağından çok daha parlak hale getiriyor. Bu ekstra ışık, galaksilerin çok daha fazla yıldız içerdiği ve dolayısıyla tahmin ettiğimizden daha büyük olduğu izlenimini verebilir. Bilim insanları, “küçük kırmızı noktalar” (kırmızı renklerine ve küçük boyutlarına dayanarak) olarak adlandırılan bu galaksileri analizden çıkardığında, kalan erken galaksiler standart modelin tahminlerine uymayacak kadar büyük değil.
“Yani, sonuç olarak kozmolojinin standart modeli açısından bir kriz yok,” dedi Finkelstein. “Zamanın testinden bu kadar uzun süre geçmiş bir teoriniz varsa, onu gerçekten çöpe atmak için ezici kanıtlara sahip olmanız gerekir. Ve durum kesinlikle böyle değil.”
Verimli Yıldız Fabrikaları
Ana sorunu halletmiş olsalar da, daha az dikenli bir sorun daha var: Webb’in erken evren verilerinde, standart modelden beklenenden yaklaşık iki kat daha fazla büyük galaksi var. Olası bir sebep, yıldızların erken evrende bugün olduğundan daha hızlı oluşmuş olması olabilir.
Chworowsky, “Belki de erken evrende galaksiler gazı yıldızlara dönüştürmede daha iyiydi” dedi.
Yıldız oluşumu, sıcak gazın yerçekimine yenik düşüp bir veya daha fazla yıldıza yoğunlaşacak kadar soğumasıyla gerçekleşir. Ancak gaz büzüldükçe ısınır ve dışarı doğru basınç oluşturur. Evrenin bizim bölgemizde, bu karşıt kuvvetlerin dengesi yıldız oluşumu sürecini çok yavaşlatma eğilimindedir. Ancak belki de bazı teorilere göre, erken evren bugün olduğundan daha yoğun olduğu için yıldız oluşumu sırasında gazı dışarı üflemek daha zordu ve bu da sürecin daha hızlı ilerlemesini sağladı.
Galaktik Araştırmalarda Devam Eden Gizemler
Aynı zamanda, gökbilimciler Webb ile keşfedilen “küçük kırmızı noktaların” spektrumlarını analiz ediyorlardı ve hem CEERS ekibindeki hem de diğer araştırmacılar, hızlı hareket eden hidrojen gazının kanıtını buluyorlardı; bu, bir kara delik yığılma diskleri. Bu, bu kompakt, kırmızı nesnelerden gelen ışığın en azından bir kısmının yıldızlardan ziyade kara deliklerin etrafında dönen gazdan geldiği fikrini destekliyor — Chworowsky’nin ekibinin yıldızların muhtemelen astronomların başlangıçta düşündükleri kadar büyük olmadığı sonucunu güçlendiriyor. Ancak, bu ilgi çekici nesneler hakkında daha fazla gözlem geliyor ve yıldızlardan gelen ışığın ne kadarının kara deliklerin etrafındaki gazdan geldiğine dair bulmacayı çözmeye yardımcı olmalı.
Bilimde genellikle bir soruyu yanıtladığınızda bu yeni sorulara yol açar. Araştırmacılar kozmolojinin standart modelinin muhtemelen bozulmadığını göstermiş olsalar da, çalışmaları yıldız oluşumunda yeni fikirlere ihtiyaç olduğunu gösteriyor.
“Ve bu yüzden, hala o merak duygusu var,” dedi Chworowsky. “Her şey tam olarak anlaşılmış değil. Bu tür bilimi eğlenceli kılan şey bu, çünkü tek bir makale her şeyi çözseydi veya cevaplanacak soru kalmasaydı, bu çok sıkıcı bir alan olurdu.”
Referans: “CEERS’ten z = 4 ila 8’de Büyük Galaksilerin Hacim Yoğunluklarında Sığ Bir Evrim İçin Kanıt” 26 Ağustos 2024, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/ad57c1
Diğer UT yazarları Michael Boylan-Kolchin, Anthony Taylor ve Micaela Bagley’dir. Finkelstein (yönetmeni olarak) ve Chworowsky, UT’nin üyeleridir Kozmik Sınır MerkeziErken evrene ilişkin anlayışımızı geliştirmeyi amaçlayan
Bu araştırmaya katılan diğer kurumlar şunlardır: Colby College, Toronto Üniversitesi, Texas A&M Üniversitesi, Ulusal Bilim Vakfı Ulusal Optik-Kızılötesi Astronomi Araştırma Laboratuvarı, NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi, Connecticut Üniversitesi, Avrupa Uzay Astronomi Merkezi, Massachusetts Amherst Üniversitesi, Irvine’deki Kaliforniya Üniversitesi, Astrobiyoloji Merkezi (İspanya), Kudüs İbrani Üniversitesi, Cosmic Dawn Merkezi (Danimarka), Kopenhag Üniversitesi, Flatiron Enstitüsü, Louisville Üniversitesi, Universidad de la Laguna, Université Paris Cité, İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Lozan, Rochester Teknoloji Enstitüsü, Padua Üniversitesi (İtalya), INAF – Padua Astronomi Gözlemevi (İtalya), Riverside’daki Kaliforniya Üniversitesi, Sussex Üniversitesi, Malta Üniversitesi, Groningen Üniversitesi, SRON Hollanda Uzay Araştırmaları Enstitüsü ve Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi.
Bu araştırma NASA tarafından desteklenmiştir. Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü ve Ulusal Bilim Vakfı.
James Webb Uzay Teleskobu, NASA’nın ortaklarıyla birlikte yürüttüğü uluslararası bir programdır. Avrupa Uzay Ajansı ve Kanada Uzay Ajansı.