Araştırmacılar Büyük Patlamadan Bir Milyar Yıl Sonra Galaksilerin Boyut-Parlaklık İlişkisini Ölçüyor

Kavli Evrenin Fizik ve Matematiği Enstitüsü’nden (Kavli IPMU) dahil olmak üzere uluslararası bir araştırma ekibi The Journal dergisinde yeni bir çalışma yayınladı. Astrofizik Dergi Mektupları yakın zamanda başlatılan tarafından yakalandığı şekliyle, evrendeki en eski gökadalardan bazılarının boyutu ve parlaklığı arasındaki ilişkiyi inceleyen James Webb Uzay Teleskobu (JWST) – bir milyar yıldan az bir süre sonra Büyük patlama.

Bulgular, Los Angeles California Üniversitesi’nden Profesör Tommaso Treu liderliğindeki Grim Lens-Amplified Space from Space (GLASS) Early-Release Science Programının bir parçasıdır. Programın amacı, yeniden iyonlaşma çağı olarak bilinen nötr gazın iyonlaşmasına ve ışığın ortaya çıkmasına yol açan ilk yıldızlar ve galaksilerin tutuştuğu erken evreni incelemektir.

Bununla birlikte, yeniden iyonlaşmanın ayrıntıları bilinmiyor çünkü bugüne kadar teleskoplar, evren tarihinin bu dönemindeki galaksileri ayrıntılı olarak gözlemleyemedi. Yeniden iyonlaşma çağı hakkında daha fazla bilgi edinmek, araştırmacıların yıldızların ve galaksilerin, gördüğümüz gibi günümüzün evrenini yaratmak için nasıl evrimleştiğini anlamalarına yardımcı olacaktır.

Şekil 2: Sınırlı veriler nedeniyle sabit eğimli beş dalga boyu bandında gözlemlenen galaksilerin boyut-parlaklık ilişkileri. F150W panelindeki siyah düz ve kesikli noktalı çizgiler, Shibuya ve diğerleri tarafından HST verilerinden elde edilen ilişkiyi gösterir. (2015; z ∼ 8) ve Huang ve diğerleri. (2013; z ∼ 5) sırasıyla benzer bir dinlenme çerçevesi dalga boyunda. 1 kredi et al.

Kavli IPMU JSPS Üyesi Lilan Yang tarafından yönetilen ve Proje Araştırmacısı Xuheng Ding’in de dahil olduğu bir çalışmada, galaksi boyutunu ve parlaklığını ölçmek için GLASS-JWST programından alınan çok bantlı NIRCAM görüntüleme verileri kullanıldı. UV’ye optik çerçeve.

“JWST ile 7’den büyük bir kırmızıya kaymada galaksinin özelliklerini durağan çerçeve optiğinde ilk kez inceleyebiliyoruz ve boyut-parlaklık, kozmik yeniden iyonlaşmadan sorumlu birincil kaynakları gösteren parlaklık fonksiyonunun şeklini belirlemek için önemlidir. yani çok sayıda sönük gökada veya nispeten daha az parlak gökada.

“Işığın orijinal dalga boyu, erken evrenden bize geldiğinde daha uzun bir dalga boyuna kayacaktır. Bu nedenle, dinlenme çerçevesi dalga boyu, gözlemlenen dalga boyundan ziyade içsel dalga boylarını netleştirmek için kullanılır.

Daha önce, ile Hubble uzay teleskobu, galaksilerin özelliklerini yalnızca dinlenme çerçevesi UV bandında biliyoruz. Şimdi, JWST ile UV’den daha uzun dalga boyunu ölçebiliyoruz,” dedi ilk yazar Yang.

Araştırmacılar, galaksilerin ilk dinlenme çerçevesi optik boyut-parlaklık ilişkisini 7’den büyük bir kırmızıya kaymada veya Büyük Patlama’dan yaklaşık 800 milyon yıl sonra buldular ve bu da boyutları dalga boyunun bir fonksiyonu olarak incelemelerine olanak sağladı. Referans parlaklığında medyan boyutun kabaca 450-600 parsek olduğunu ve dinlenme çerçevesi optiğinden UV’ye biraz azaldığını buldular. Ama bu bekleniyor muydu?

“Cevap, ne bekleyeceğimizi bilmediğimizdir. Önceki simülasyon çalışmaları bir dizi tahmin veriyor” dedi.

Ekip ayrıca, boyut-parlaklık ilişkisinin eğiminin, eğimin değişmesine izin verildiğinde en kısa dalga boyu bandında biraz daha dik olduğunu buldu.

“Bu, daha kısa dalga boyunda daha yüksek yüzey parlaklık yoğunluğu anlamına gelir, dolayısıyla parlaklık fonksiyonu tahmin edilirken daha az gözlemsel eksiklik düzeltmesi olur, ancak sonuç kesin değildir. Burada fazla yorumlamak istemiyoruz,” dedi Yang.

Referans: “GLASS-JWST’den Erken Sonuçlar. V: The First Rest-frame Optical Size–Luminosity Relation of Galaxies at z > 7”, L. Yang, T. Morishita, N. Leethochawalit, M. Castellano, A. Calabrò, T. Treu, A. Bonchi, A. Fontana, C. Mason, E. Merlin, D. Paris, M. Trenti, G. Roberts-Borsani, M. Bradac, E. Vanzella, B. Vulcani, D. Marchesini, X. Ding, T. Nanayakkara, S. Birrer, K. Glazebrook, T. Jones, K. Boyett, P. Santini, V. Strait ve X. Wang, 18 Ekim 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac8803