Galaksiler nasıl evrilir? Bir üniversite öğrencisi eksik bağlantıyı sağlamış olabilir

Massachusetts Amherst Üniversitesi’nden bir lisans öğrencisi, yıldızların ve kara deliklerin büyümesiyle ilgili önemli çalışmalara katkıda bulundu ve bunların nasıl bağlantılı olduklarına dair önemli bilgiler sağladı. Bu yeni bilgi, James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) galaksilerin tam olarak nasıl çalıştığını daha verimli bir şekilde çözmesini sağlayacak.

Gökbilimciler, gökadaların evriminin iki süreç tarafından desteklendiğini biliyorlar: her gökadanın merkezindeki süper kütleli kara deliklerin büyümesi ve yeni yıldızların oluşumu. Bu süreçlerin nasıl ilişkili olduğu bir sır olarak kaldı ve yakın zamanda fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) araştıracağı sorulardan biri. UMass Amherst’in astronomi programından Mayıs 2022’de mezun olan Meredith Stone’un çalışması, bilim insanlarının aralarında nasıl bir bağlantı olduğunu daha iyi anlamalarına yardımcı olacak.

Massachusetts Amherst Üniversitesi’nde astronomi profesörü ve yakın zamanda yayınlanan yeni bir makalenin kıdemli yazarı Alexandra Pope’un yönetiminde bu araştırmayı tamamlayan Stone, “Galaksilerin yaşamları boyunca büyüdüklerini, çarpıştıklarını ve değiştiklerini biliyoruz” diyor. Astrofizik Dergisi. “Ve kara delik büyümesinin ve yıldız oluşumunun çok önemli roller oynadığını biliyoruz. İkisinin bağlantılı olduğunu ve birbirini düzenlediğini düşünüyoruz, ancak şimdiye kadar tam olarak nasıl olduğunu görmek çok zordu.”

Kara delikler ve yıldızlar arasındaki etkileşimi incelemenin zor olmasının bir nedeni, bu etkileşimleri gerçekten göremememizdir, çünkü bunlar muazzam galaktik toz bulutlarının arkasında yer alır. Pope, “Aktif olarak yıldız oluşturan galaksiler için, görünür ışığın %90’ından fazlası toz tarafından emilebilir” diyor ve “bu toz, görünür ışığı emer.”

Ancak bir geçici çözüm var: Toz görünür ışığı emdiğinde ısınır ve çıplak insan gözü ısıyı göremese de kızılötesi teleskoplar görebilir. Bu sonbaharda Arizona Üniversitesi’nde astronomi alanında lisansüstü eğitimine başlayacak olan Stone, “Büyük Gözlemevleri Tüm Gökyüzü LIRG Araştırması (GOALS) kampanyası sırasında toplanan Spitzer Uzay Teleskobu’nu kullandık” diyor. Dünya’ya nispeten yakın olan en parlak gökadalardan bazılarının kızılötesi dalga boyu aralığı.” Özellikle, Stone ve yardımcı yazarları, oluşumun ortasındaki kara deliklerin ve yıldızların parmak izleri olan belirli anlatı izleyicilerini arıyorlardı.

Zorluk, bu parmak izlerinin aşırı derecede soluk olması ve kızılötesi spektrumun genel gürültüsünden ayırt edilmesinin neredeyse imkansız olmasıdır. Pope, “Meredith’in yaptığı, bu izleyicilerin ölçümlerini daha belirgin olacak şekilde kalibre etmek” diyor.

Ekip bu daha belirgin gözlemleri elde ettikten sonra, aslında aynı galaksilerde karadelik büyümesinin ve yıldız oluşumunun aynı anda gerçekleştiğini ve birbirlerini etkiliyor gibi göründüğünü görebildiler. Stone, iki olgunun nasıl bağlantılı olduğunu açıklayan oranı bile hesaplayabildi.

Bu sadece kendi başına heyecan verici bir bilimsel başarı olmakla kalmaz, aynı zamanda Stone’un çalışması, orta kızılötesi spektrum ışığına benzeri görülmemiş erişimi ile JWST tarafından alınabilir ve kalan soruları çok daha yakından sıfırlar. Stone ve UMass Amherst astronomi yüksek lisans öğrencisi Jed McKinney de dahil olmak üzere yardımcı yazarları, aynı galakside kara deliklerin ve yıldızların nasıl bağlantılı olduğunu ölçse de, neden bağlantılı oldukları bir sır olarak kaldı.