Yerçekimi merceğiyle büyütülen iki gökada, Büyük Patlama teorisinde tanımlanan gökada oluşumuna ilişkin temel senaryoyu doğrulayan özelliklere sahiptir.
James Webb Uzay Teleskobu (JWST), 13.079 ve 12.393 kırmızıya kaymalarda en uzak iki gökadayı keşfetti. Bu keşif, Büyük Patlama teorisini desteklemekte ve galaksi oluşumunun resmini daha da doğrulamaktadır.
Keşif, Pandora Kümesi olarak da bilinen Abell 2744 gökada kümesinin oynadığı yerçekimsel mercek sayesinde mümkün oldu. Bu küme yaklaşık 3,5 milyar ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır ve yerçekimi alanı, uzay-zamanın yapısını uzak galaksileri “büyütecek” şekilde bükmektedir. Penn State Üniversitesi’nden araştırmacı Bingjie Wang ve JWST UNCOVER programındaki meslektaşları, JWST’yi ve bu kütleçekimsel mercekle büyütülmüş erken gökadaları araştırma yeteneğini kullanarak, en yüksek kırmızıya kaymaya sahip bu iki gökadayı keşfetmeyi başardılar.
Kozmolojik kırmızıya kayma, Evrenin genişlemesi nedeniyle meydana gelir. Galaksi ne kadar uzaktaysa, o galaksiden gelen ışık uzayda yolculuk ederek dedektörlerimize ulaşırken evren de o kadar genişledi. Büyük Patlama’dan sadece 300-400 milyon yıl sonra var olan galaksiler, insan gözünün göremediği ancak NIRCam kamera ve NIRspec JWST spektrometresi tarafından gözlemlenebilen kızılötesi ışık yayar.
Araştırmacılar bu iki yüksek kırmızıya kayma galaksisinin (UNCOVER-z13 ve UNCOVER-z12) büyütülmüş görüntülerini tespit edebildiler (“z”, astrofizikte kullanılan harf olan kırmızıya kaymayı belirtir). UNCOVER-z13’ün kırmızıya kayması 13.079’dur ve bu da onu bugüne kadar bilinen en uzak ikinci galaksi yapmaktadır. Büyük Patlama’dan sadece 330 milyon yıl sonrasını görüyoruz. Doğrulanmış en uzak galaksi olan JADES-GS-z13-0’ın kırmızıya kayması 13,2 JWST tarafından 2022’de keşfedildi.
İkinci galaksi olan UNCOVER-z12’nin kırmızıya kayması 12.393 olup en uzak galaksiler listesinde dördüncü sırada yer almaktadır. Büyük Patlama’dan sadece 350 milyon yıl sonrasını görüyoruz.
Bu iki gökada görünümleri nedeniyle dikkat çekiyor; benzer kırmızıya kayma oranlarına sahip diğer gökadaların aksine, küçük noktalar olarak görünmüyorlar. Buna karşılık UNCOVER-z12 galaksisi, bu dönemde gözlemlenen diğer galaksilerden altı kat daha büyük, yaklaşık 2.000 ışıkyılı çapında bir diske sahiptir.
“İki galaksinin çok farklı özellikleri var. Aralarındaki farklılıklar daha fazla araştırmanın konusu olacaktır. Bu galaksilerin benzer malzemelerden oluşmasını bekliyorduk, ancak şimdi aralarında önemli farklılıklar görüyoruz” dedi Bingji Wang.
Galaksilerin özelliklerindeki bu farklılıklara rağmen, her ikisi de Evrenin bu kadar erken dönemlerinde bile Büyük Patlama modeliyle tamamen tutarlıdır. Model, Evrenin yaratılışından sonra galaksilerin nasıl yavaş yavaş büyüdüğünü, diğer galaksilerle ve gaz bulutlarıyla birleştiğini ve aktif olarak yıldızları nasıl oluşturduğunu açıklıyor.
Bu büyüme, genç galaksilerde bulunan elementlerin çeşitliliğinin artmasına ve hidrojen ve helyumdan daha ağır olan ağır elementlerin ortaya çıkmasına katkıda bulundu. UNCOVER JWST tarafından keşfedilen galaksiler genç ve küçüktür, düşük konsantrasyonlarda ağır elementlere sahiptirler ve Wang’ın ekibinin bir üyesi olan Joel Leja’nın belirttiği gibi, Büyük Patlama teorisini destekleyen aktif olarak yıldızlar oluşturmaktadırlar.
JWST, UNCOVER-z13 ve -z12’den bile daha yüksek kırmızıya kayma oranlarındaki galaksileri tespit etme yeteneğine sahiptir. Ancak Pandora Kümesi’nin yarattığı yerçekimsel mercek tarafından yakalanmadılar.
