Araştırma evrenin erken dönem koşullarına dair ipuçları ortaya çıkarıyor

Rutgers Üniversitesi-New Brunswick gökbilimcisi liderliğindeki bir araştırma ekibi, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu aracılığıyla toplanan devasa veri kümelerini kullanarak, evrenin erken dönemlerinde var olan koşullara dair ipuçları ortaya çıkarıyor.

Araştırmacılara göre ekip, Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) galaksisindeki yıldızların yaşlarını kataloglayarak galaksinin şimdiye kadarki en ayrıntılı resmini oluşturdu. Samanyolu’nun komşusu olan WLM, 13 milyar yıl önce oluşmuş eski yıldızları içeren aktif bir yıldız oluşum merkezidir.

Bilim ve Sanat Fakültesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nde yardımcı doçent olan ve araştırmayı yürüten Kristen McQuinn, “Bu kadar derinlemesine bakıp, bu kadar net görerek, zamanda etkili bir şekilde geriye gitmeyi başardık” dedi. araştırma, tarif edildi içinde Astrofizik Dergisi. “Temel olarak, evrenin tarihinin erken dönemlerinde oluşmuş çok düşük kütleli yıldızları bulmak için bir tür arkeolojik kazıya gidiyorsunuz.”

McQuinn, ekibin galaksinin yıldız gelişim geçmişini hesaplamasına olanak tanıdığı için Rutgers İleri Araştırma Bilişim Ofisi tarafından yönetilen Amarel yüksek performanslı bilgi işlem kümesine itibar etti. McQuinn, araştırmanın bir yönünün büyük bir hesaplamanın alınmasını ve bunun 600 kez tekrarlanmasını içerdiğini söyledi.

Kendisi, büyük hesaplama çabasının aynı zamanda daha geniş bilimsel topluluğa fayda sağlayacak teleskop kalibrasyonlarının ve veri işleme prosedürlerinin doğrulanmasına da yardımcı olduğunu ekledi.

“Düşük kütleli” galaksiler olarak adlandırılan galaksiler McQuinn’in özel ilgisini çekiyor. Erken evrene hakim olduklarına inanıldığı için araştırmacıların yıldızların oluşumunu, kimyasal elementlerin evrimini ve yıldız oluşumunun galaksinin gazı ve yapısı üzerindeki etkisini incelemesine olanak tanıyor. Solgun ve gökyüzüne yayılan bu gökadalar, yerel evrendeki gökadaların çoğunluğunu oluşturur. Webb gibi gelişmiş teleskoplar bilim adamlarının daha yakından bakmalarına olanak sağlıyor.

“Düzensiz” bir galaksi, yani spiral veya elips gibi farklı bir şekle sahip olmadığı anlamına gelen WLM, 1909’da Alman gökbilimci Max Wolf tarafından keşfedildi ve 1926’da İsveçli gökbilimci Knut Lundmark ve İngiliz gökbilimci tarafından daha ayrıntılı olarak tanımlandı. Philibert Jacques Melotte. Samanyolu’nu da içeren dambıl şeklindeki bir gökada grubu olan Yerel Grup’un eteklerinde yer almaktadır.

McQuinn, Yerel Grup’un kenarında olmanın, WLM’yi diğer galaksilerle karışmanın yol açtığı tahribattan koruduğunu, yıldız popülasyonunu bozulmamış bir durumda ve çalışma için yararlı bıraktığını belirtti. WLM aynı zamanda gökbilimciler için de ilgi çekicidir çünkü aktif olarak yıldız oluşturmasına olanak sağlayan, bol miktarda gaz içeren dinamik, karmaşık bir sistemdir.

Galaksinin yıldız oluşumu geçmişini (evrendeki farklı zaman dilimlerinde yıldızların doğma hızı) formüle etmek için McQuinn ve ekibi, yüzbinlerce bireysel yıldızın bulunduğu gökyüzü alanlarını titizlikle sıfırlamak için teleskopu kullandı. Bir yıldızın yaşını belirlemek için, sıcaklığın bir göstergesi olan rengini ve parlaklığını ölçtüler.

McQuinn, “Yıldızların evrimi hakkında bildiklerimizi ve bu renk ve parlaklıkların galaksideki yıldızların yaşını belirlemek için kullanabileceğimizi” belirterek, araştırmacıların daha sonra farklı yaşlardaki yıldızları saydığını ve yıldızların tarihi boyunca yıldızların doğum oranlarını haritalandırdığını ekledi. Evren. “Sonunda elde ettiğiniz şey, baktığınız bu yapının kaç yaşında olduğu duygusudur.”

Yıldızları bu şekilde kataloglamak, araştırmacılara WLM’nin yıldız üretme yeteneklerinin zamanla azaldığını ve aktığını gösterdi. Ekibin, Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanan bilim adamlarının daha önceki değerlendirmelerini doğrulayan gözlemleri, galaksinin, evrenin tarihinin erken dönemlerinde 3 milyar yıllık bir süre boyunca yıldız ürettiğini gösteriyor. Bir süre ara verdi, sonra yeniden alevlendi.

McQuinn, duraklamanın erken evrene özgü koşullardan kaynaklandığına inandığını söyledi.

“O zamanlar evren gerçekten çok sıcaktı” dedi. “Evrenin sıcaklığının bu galaksideki gazı ısıttığını ve yıldız oluşumunu bir süreliğine durdurduğunu düşünüyoruz. Soğuma dönemi birkaç milyar yıl sürdü ve ardından yıldız oluşumu yeniden ilerledi.”

Araştırma, belirlenen bilim adamlarının Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü ile birlikte çalıştığı ve Webb’in yeteneklerini vurgulamak ve gökbilimcilerin gelecekteki gözlemlere hazırlanmalarına yardımcı olmak için tasarlanmış araştırmalar yürüttüğü NASA’nın Erken Yayın Programının bir parçasıdır.

NASA, Webb teleskopunu Aralık 2021’de fırlattı. Büyük aynalı cihaz, Dünya’dan bir milyon mil uzakta güneşin yörüngesinde dönüyor. Bilim adamları, erken evrenin koşulları, güneş sisteminin tarihi ve dış gezegenlerin araştırılması da dahil olmak üzere bir dizi konuyu incelemek için teleskopta zaman kazanmak için yarışıyor.

McQuinn, “Bu programdan henüz yapılmamış birçok bilim ortaya çıkacak” dedi.

Araştırmaya katılan diğer Rutgers araştırmacıları arasında, Rutgers Sanat ve Bilim Okulu Fizik ve Astronomi Bölümü’nde doktora öğrencisi olan Max Newman ve doktora sonrası araştırmacı Roger Cohen de vardı.