James Webb uzay teleskopunun (JWST) gözlemleri, gökbilimcilerin modern ve eski galaksiler arasında yıldız oluşumunda temel farklılıkları tespit etmesine izin verdi. Yerel evrende bu süreç yavaş ve istikrarlı bir şekilde ilerlerse, o zaman erken dönemlerde aralıklı olarak gerçekleşti – faaliyet patlamaları “sakin” dönemleriyle dönüşümlüdür.
CEERS programı temelinde yayınlanan bir çalışmanın sonuçları (Kozmik Evolution Erken Serbest Bırakma Bilimi), galaksilerin önceki evrim modellerine meydan okuyor.
Evrendeki ortalama yıldız gemisi oranı, 3,3 milyar yıllık büyümeden sonra yaklaşık 10.4 milyar yıl önce (kırmızı yer değiştirme z = 2) zirveye ulaştı ve daha sonra azalmaya başladı. Bununla birlikte, büyük galaksiler yıldızları daha yoğun bir şekilde oluşturdu ve daha az büyük olandan daha erken maksimuma ulaştı. Bu bağımlılık “Yıldız Ana Dizisi” nin (SFMS) temelini oluşturdu – galaksinin kütlesi ile yıldız oluşumu hızı arasındaki korelasyon. Galaksi ne kadar büyük olursa, aktivitesi o kadar yüksek olur, ancak SFM’lerin kendisi zamanla gelişir: erken dönemler için değerleri büyük hızlara doğru kaydırılır.
Bilim adamları, yıldız oluşumunu değerlendirmek için iki yöntem kullanarak yüksek kırmızı yer değiştirme ile 1.800 galaksiyi analiz ettiler. Büyük O tipi yıldızların etrafındaki iyonize gazla ilişkili spektrumdaki salon hattı (hidrojen alfa), son 10 milyon yıldaki aktiviteyi yansıtır. Ultraviyole radyasyon, daha az büyük ve uzun ömürlü armatürlere bağlı olarak, 100 milyon yıl boyunca ortalama değerleri gösterir.
Bu göstergelerin karşılaştırılması temel modelleri ortaya çıkarmıştır: Hα temelinde inşa edilen SFMS, ultraviyole radyasyon kullanırken daha büyük bir veri yayılması ve daha düşük standardizasyon gösterir. Bu, süreçlerin kısa sürelerde değişebilirliğini gösterir ve ameliyat hipotezini doğrular.
CEERS programından gelen JWST verileri, Hubble teleskopunun arşiv gözlemleri ile birleştiğinde, galaksileri kırmızı yer değiştirme boyunca beş gruba ayırmasına izin verdi. Her durumda, Hα-Data için SFMS dağılımının daha yüksek olduğu ortaya çıktı ve normalizasyon daha düşüktü, bu da aktif fazların ve 100-250 milyon yıl süren “duraklamaların” değiştiğini gösterir. Aynı zamanda, dağılım kırmızı yer değiştirmenin büyümesiyle arttı ve erken evrende yıldız gemisinin daha dürtüsel olduğunu doğruladı. Bununla birlikte, standardizasyonla değerlendirilen patlamaların yoğunluğu modern seviyeleri aşmadı.
Farklı kitlelerdeki galaksileri karşılaştırırken ilginç farklılıklar ortaya çıktı. Daha az büyük nesneler için, kısa vadeli ve uzun vadeli yıldızlar -formasyon hızları birbirine daha yakın iken, büyük -fark daha önemlidir: mevcut göstergeler (Hα) uzun vadeden (ultraviyole) daha düşüktür. Bu, büyük galaksilerin akciğerlerde 110 milyon yıla karşı yaklaşık 60 milyon yıl daha kısa patlamalar yaşadığı anlamına gelir. Yazarlar bunu, büyük sistemlerin egzoz gazının daha hızlı rezervleri veya süpernova’dan bir geri bildirimle karşı karşıya kaldığı gerçeğiyle ilişkilendirir.
Elde edilen sonuçlar sadece galaksilerin evriminin ilk aşamaları fikrini değiştirmekle kalmaz, aynı zamanda yeni sorular da oluşturmaktadır. Genç bir evrende yıldız gemisinin aralıkları neden yoğunlaştı? Galaksinin ve çevre kütlesi nasıl bir rol oynadı? Bu bilmecelerin cevapları, uzayda yapıların oluşum modellerini netleştirmeye yardımcı olacaktır. Gökbilimciler JWST verilerini incelemeye devam edecek ve büyük patlamadan sonraki ilk milyarlarca yılın giderek daha ayrıntılı bir resmini açacaklar.
