Beklenmedik şekilde sakin ve uzak gökada kümesi keşfedildi

Gökbilimciler bugüne kadarki en uzak “rahat” gökada kümesini keşfettiler – diğer gökada kümeleriyle şiddetli çarpışmalarla bozulmayan şimdiye kadar tespit edilen en uzak küme. Bu bulgu, bu devasa yapıların bir kısmının nasıl ve ne zaman oluştuğunu ve evrenin neden günümüzdeki gibi göründüğünü öğrenmenin yolunu açıyor.

Bu uzak ve genç gökada kümesini bulmak için bilim insanı ekipleri NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi, NASA’nın emekliye ayrılan Spitzer Uzay Teleskobu, Ulusal Bilim Vakfı/Enerji Bakanlığı’nın Güney Kutbu Teleskobu ve Şili’deki Karanlık Enerji Araştırması projesinden alınan verileri kullandı. Sonuçları üç makalelik bir dizi halinde bildirdiler.

SPT-CL J2215-3537 (kısaca SPT2215) olarak adlandırılan bu gökada kümesi, Dünya’dan yaklaşık 8,4 milyar ışıkyılı uzaklıkta ve evrenin şu anki 13,8 milyar yıllık yaşına kıyasla yalnızca 5,3 milyar yaşında olduğu zamanlarda görülüyor. Bu, SPT2215’in oluşumunda benzer büyüklükteki diğer kümelere kıyasla avantajlı bir başlangıç ​​yaptığı ve son bir milyar yıldır gevşemesine izin vererek “kaydığı” anlamına gelir. Gökbilimciler, kümenin Güneş’in yaklaşık 700 trilyon katı bir kütleye sahip olduğunu tahmin ediyor.

Galaksi kümeleri, tümü yerçekimi tarafından bir arada tutulan, galaksiler arasındaki boşluğu dolduran büyük miktarlarda sıcak gaz ve karanlık madde ile birlikte düzinelerce ila yüzlerce galaksinin koleksiyonlarıdır. Milyonlarca derecelik bir sıcaklığa sahip olan ve X-ışınlarında yayılan bu gaz, kümeye ne olduğunun izleyicisi olarak işlev görebilir.

Galaksi kümeleri, diğer galaksi kümeleri veya gruplarıyla birleşerek zamanla büyür ve kümenin gazında asimetriler veya keskin özellikler gibi rahatsızlıklara neden olur. Bununla birlikte, birleşme olmadan “rahatlamak” için yeterli zaman verilirse, gaz pürüzsüz, sakin bir görünüm alabilir.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) Michael Calzadilla, “Şimdiye kadar, SPT2215 kadar uzak rahat bir gökada kümesi görmedik,” dedi.

SPT2215’in ortasında, merkezinde dev bir kara delik bulunan büyük bir galaksi var. Calzadilla’nın makalesi, bu büyük galakside oluşan muazzam miktarda yeni yıldız keşfetti. Bir kümenin merkezi gökadasındaki yıldızların oluşumu, bir küme rahatladığında sıcak gazın soğumasıyla beslenir.

Gazın yıldız oluşturmak için ne kadar hızlı soğuduğu, kümenin merkezindeki dev kara deliğin davranışından etkilenir. Kara delik çok fazla güçlü patlamaya yol açarsa, kümedeki gazın çoğunun yeni yıldız seli oluşturacak kadar soğuması engellenir. Chandra ile gözlemlenen çoğu gevşek kümenin aksine, SPT2215’teki dev kara delik bu tür soğumayı engellemiyor gibi görünüyor.

Üç makalenin de ortak yazarı olan MIT’den Michael McDonald, “SPT2215’teki kara delik, yıldız oluşumunun gelişmesine izin verecek kadar sessiz görünüyor” dedi.

SPT2215’in diğer bir önemli özelliği, merkezi galaksisinin izolasyonudur. Yaklaşık 600.000 ışıkyılı içinde, herhangi bir yerde bu kadar parlak veya geniş olan başka hiçbir galaksi yoktur. Bu, kümenin yaklaşık son milyar yıldır başka bir kümeyle birleşme yaşamadığı anlamına gelir ve bu da SPT2215’in gevşetildiğine dair başka bir kanıt sunar.

Bilim adamları, evrenin bu çağında gevşemiş bir gökada kümesi bulacaklarından emin değillerdi, çünkü genellikle büyüklükleri arttıkça diğer gökada kümeleri veya gruplarıyla birleşme kargaşası yaşıyorlar.

ABD Enerji Bakanlığı’nın Lemont, Illinois’deki Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndan Lindsey Bleem, “Bu kümenin çok büyük olması, evrenin çok erken bir döneminde olması, gerçekten heyecan verici, hızlı bir oluşum tarihini gösteriyor” dedi. “Yine de rahat olması tam tersini gösteriyor. Akşam yemeği telaşından hemen sonra düzenli bir mutfak bulmak gibi.”

SPT2215’teki bu sonuçlar, galaksilerin çok genç yaşta oluştuğunu gösteren NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun sonuçlarıyla çok iyi uyuşuyor.

SPT2215’in rahat durumunu ikinci makalesinde 2022’de Chandra verilerini kullanarak ilk kez bildiren Stanford Üniversitesi’nden Adam Mantz, “SPT2215 gibi rahat kümeler, evrenin genişlemesini ölçmek için kullanılan işaretlerden biridir” dedi. “Gevşemiş kümeler örneğimize bunun gibi uzak nesneleri eklemek, kozmik genişlemenin hızlanmasını ve onu yönlendiren karanlık enerjinin özelliklerini daha iyi sınırlamamızı sağlıyor.”

Kağıt yayınlandı Astrofizik Dergisi.