Galaxy J1135 su haritasını ortaya koyuyor

Su yaşam için gereklidir, ancak astrofizikçiler için daha fazlasını temsil eder. Araştırmacılar, kara deliklerin ve yıldızların oluştuğu, artan enerji alanlarını gösteren önemli belirteçler olarak galaksilerdeki suya, dağılımına ve özellikle buzdan buhara hal değişimlerine bakıyorlar. Özünde, su buharının olduğu yerde önemli bir şeyler oluyor.

Yeni bir SISSA çalışması şimdi, 12 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan ve evrenin Büyük Patlama’dan 1,8 milyar yıl sonra “ergen” olduğu dönemde (zaten önceki bir SISSA çalışmasının konusu) oluşan J1135 gökadasındaki suyun dağılımını ortaya çıkardı.

Benzeri görülmemiş çözünürlüğe sahip bu su haritası, bu kadar uzak bir galaksi için elde edilen ilk harita ve yakın zamanda yayınlanan bir çalışmanın ana konusu. Astrofizik Dergisi. Çalışmanın yazarları, haritanın J1135’te meydana gelen fiziksel süreçleri anlamamıza yardımcı olabileceğini ve yıldızların, kara deliklerin ve galaksilerin kendilerinin oluşumunu çevreleyen, hala kısmen belirsiz olan dinamiklere ışık tutabileceğini açıklıyor.

Galaksileri incelemek: Su neden bu kadar önemli?

SISSA’daki Galaksi Gözlemsel ve Teorik Astrofizik (GOThA) ekibi tarafından yürütülen çalışmanın baş yazarı Francesca Perrotta, “Su sadece Dünya’da değil, uzayın herhangi bir yerinde farklı hallerde bulunabilir. Örneğin, buz şeklinde, su sözde moleküler bulutlarda, yıldızların doğduğu yoğun toz ve gaz bölgelerinde bulunabilir.”

“Su, bu moleküler bulutların yapı taşlarını ve uzayda molekül oluşumunun ana katalizörlerini oluşturan yıldızlararası toz taneciklerinin yüzeyini kaplayan bir pelerin gibi davranır.”

Perrotta şöyle devam ediyor: “Bazen, bir şey bu moleküler bulutların durgunluğunu ve soğukluğunu bozar: ısı salan bir yıldızın doğuşu veya maddeyi toplamaya başlayarak enerji yayan bir kara delik. Yıldızlardan ve diğer kaynaklardan gelen radyasyon buzlu suyu ısıtarak onu gaz fazına süblime edebilir.”

“Su buharı soğudukça, tayfın kızılötesi kısmında ışık yayar. Astrofizikçiler daha sonra galaksinin enerjinin üretildiği bölgeleri haritalamak için bu su buharı emisyonunu gözlemleyebilirler ve bu da bize galaksilerin nasıl oluştuğuna dair benzeri görülmemiş içgörüler sağlar.” Bu bilgi daha sonra karbon monoksit (CO) gibi bu olayların incelenmesinde de kullanılan diğer moleküllerin eşlemeleriyle birleştirilebilir.

Yerçekimi mercekleme: Bilim adamları J1135’i nasıl inceledi?

Bu kadar genç ve uzak bir evrende bir galaksiyi incelemek nasıl mümkün olabilir? Cevap, Dünya’ya daha yakın olan büyük kütleli uzaysal nesneler sayesinde uzaktaki gök cisimlerinin gözlemlenmesini sağlayan bir teknik olan yerçekimsel merceklemedir.

Genel görelilik ilkelerine göre, ön plandaki bu cisimler, aynı nesnelerin arkasında konumlanmış ancak onlarla mükemmel bir şekilde hizalanmış olan kaynaklardan gelen ışığı neredeyse dev bir kozmik mercek gibi bozar ve galaksileri, hatta en uzak olanları bile bulmamızı ve incelememizi sağlar. Mercekleme, SISSA tarafından J1135’in keşfine adanan başka bir yakın tarihli çalışmada önemli bir faktördü.

Galaksiler nasıl oluşur: Keşfedilecek daha çok şey var

Dr. Perrotta, bu çalışmanın kısmen önemli bir alandaki bilgimizi genişlettiği için değerli olduğunu açıklıyor: “Galaksilerin nasıl oluştuğu henüz net değil. En az iki olası senaryo var, mutlaka alternatifi yok: biri küçük galaksilerin daha büyük galaksiler oluşturmak için toplandığını görüyor, diğeri ise yerinde yıldız oluşumunu görüyor. Bizimki gibi çalışmalar, özellikle o galakside neler olup bittiğini anlamamıza yardımcı oluyor, ancak bundan potansiyel olarak daha genel bilgiler de çıkarabiliriz.”

Şimdiye kadar uzaya gönderilen en büyük teleskop olan James Webb Uzay Teleskobu tarafından gerçekleştirilenlere benzer gelecekteki gözlemler, J1135 hakkında daha fazla bilgi ortaya çıkarabilir ve moleküllerinin daha doğru bir şekilde haritalanmasına yol açabilir.

Çalışmanın ortak yazarı ve GOThA’nın ortak PI’si olan SISSA’daki Astrofizik ve Kozmoloji Grubundan Prof. Andrea Lapi şu yorumu yapıyor: “Bu çalışmada elde edilen olağanüstü başarılar, gözlemsel verilerin analizinden sayısal ve veri bilimi tekniklerine, teorik modelleme ve yorumlamaya kadar farklı uzmanlıklarda uzmanlaşan birkaç kıdemli araştırmacının ve çok sayıda yetenekli genç bilim insanının (Ph.D. öğrencileri ve doktora sonrası) ortak çabası sayesinde mümkün olmuştur.”

“Ekip üyelerimizin, mevcut durumda yüksek kırmızıya kaymada astrokimya gibi yeni ve keşfedilmemiş araştırma alanlarında hızlı bir şekilde sağlam bir arka plan edinme, eylemlerini yeniden yönlendirme ve son teknoloji orijinal sonuçlar üretme yeteneklerini vurgulamak istiyorum. Bu, (astro)fizikte araştırmaların ilerlemesi gereken yoldur.”