Astrofizikçiler, erken evrende şimdiye kadar görülen en sönük galaksiyi doğruladılar

UCLA astrofizikçileri liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, erken evrende şimdiye kadar görülen en sönük gökadanın varlığını doğruladı. JD1 olarak adlandırılan galaksi, bugüne kadar tanımlanmış en uzak galaksilerden biridir ve Big Bang’den arta kalan hidrojen atomlarının sisi içinde yanan, ışığın evrende parlamasına izin veren ve onu şekillendiren galaksi türlerinin tipik bir örneğidir. bugün var olan.

Keşif, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu kullanılarak yapıldı ve bulgular dergide yayınlandı. Doğa.

Evrenin yaşamının ilk milyar yılı, evriminde çok önemli bir dönemdi. Yaklaşık 13,8 milyar yıl önceki Büyük Patlama’dan sonra evren, hidrojen atomlarının oluşması için yeterince genişledi ve soğudu. Hidrojen atomları, genç yıldızlardan ultraviyole fotonları emer; ancak ilk yıldızların ve galaksilerin doğuşuna kadar evren karanlıklaştı ve kozmik karanlık çağlar olarak bilinen bir döneme girdi.

Birkaç yüz milyon yıl sonra ilk yıldızların ve galaksilerin ortaya çıkışı, evreni hidrojen sisini yakmaya veya iyonlaştırmaya başlayan enerjik ultraviyole ışıkla yıkadı. Bu da, fotonların uzayda seyahat etmesini sağlayarak evreni şeffaf hale getirdi.

Yeniden İyonlaşma Çağı olarak adlandırılan o döneme hakim olan gökada türlerini belirlemek, bugün astronomide önemli bir hedeftir, ancak Webb teleskobunun geliştirilmesine kadar, bilim adamları ilk nesil gökadaları incelemek için gereken hassas kızılötesi cihazlardan yoksundu.

UCLA doktora sonrası araştırmacısı ve çalışmanın ilk yazarı Guido Roberts-Borsani, “Şimdiye kadar JWST ile bulunan gökadaların çoğu, nadir görülen ve erken evreni dolduran genç gökadaları özellikle temsil ettiği düşünülmeyen parlak gökadalardır” dedi. “Bu nedenle, önemli olmakla birlikte, tüm bu hidrojen sisini yakan ana ajanlar oldukları düşünülmüyor.

Öte yandan, JD1 gibi ultra sönük gökadaların sayısı çok daha fazladır, bu nedenle onların yeniden iyonlaşma sürecini yürüten ve morötesi ışığın uzay ve zamanda engellenmeden seyahat etmesine izin veren gökadaları daha çok temsil ettiğine inanıyoruz.”

JD1 o kadar loş ve o kadar uzak ki, güçlü bir teleskop ve doğanın yardım eli olmadan çalışmak zor. JD1, birleşik yerçekimi kuvveti JD1’den gelen ışığı büken ve güçlendiren Abell 2744 adlı yakınlardaki büyük bir gökada kümesinin arkasında yer alır ve bu da onun normalde olacağından 13 kat daha büyük ve daha parlak görünmesini sağlar. Yerçekimsel mercekleme olarak bilinen etki, bir büyütecin görüş alanı içindeki ışığı bozmasına ve büyütmesine benzer; yerçekimsel mercekleme olmadan, JD1 muhtemelen gözden kaçacaktı.

Araştırmacılar, galaksinin kızılötesi ışık spektrumunu elde etmek için Webb Telescope’un yakın kızılötesi spektrograf aracı NIRSpec’i kullandılar ve galaksinin kesin yaşını ve Dünya’ya olan mesafesini, ayrıca yıldız sayısını ve toz ve ağır miktarını belirlemelerine olanak sağladılar. Nispeten kısa ömründe oluşturduğu unsurlar.

Galaksinin yerçekimsel büyütmesi ve Webb Telescope’un yakın kızılötesi enstrümanlarından biri olan NIRCam’den alınan yeni görüntülerin birleşimi, ekibin galaksinin yapısını benzeri görülmemiş ayrıntı ve çözünürlükte incelemesini mümkün kıldı ve üç ana uzun toz kümesini ortaya çıkardı. yıldızları oluşturan gaz. Ekip, JD1’in ışığını orijinal kaynağına ve şekline kadar izlemek için yeni verileri kullandı ve 13,6 milyar yıllık Samanyolu gibi daha eski gökadaların boyutunun yalnızca bir kısmı kadar kompakt bir gökada ortaya çıkardı.

Işığın Dünya’ya ulaşması zaman aldığından, JD1 yaklaşık 13,3 milyar yıl önce, yani evren şimdiki yaşının sadece %4’üyken olduğu gibi görülüyor.

UCLA fizik ve astronomi profesörü ve çalışmanın ikinci yazarı Tommaso Treu, “Sadece bir yıl önce Webb teleskopu devreye girmeden önce, böylesine sönük bir galaksiyi doğrulamayı hayal bile edemezdik” dedi. “JWST ile yerçekimsel merceklemenin büyütme gücünün birleşimi bir devrimdir. Büyük Patlama’nın hemen ardından galaksilerin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlatan kitabı yeniden yazıyoruz.”

Araştırma dergide yayınlandı Doğa.