Gökbilimciler ilk yıldızların ve galaksilerin ‘bebek resimlerini’ ortaya çıkarır

Evrenin bebeklik dönemindeki en açık ve en hassas görüntüleri – insanlar için erişilebilen en eski kozmik zaman – uluslararası bir gökbilimci ekibi tarafından üretildi.

Kozmik Mikrodalga Arka Planı (CMB) olarak bilinen ışığı ölçen, Şili And Dağları’nda bir teleskopa ulaşmak için 13 milyar yıldan fazla bir süredir seyahat eden yeni görüntüler, evreni yaklaşık 380.000 yaşındayken ortaya koyuyor-şu anda orta yaşlı bir kozmosun saatlerce bebek resimlerinin eşdeğeri.

Atacama Cosmology Teleskop (ACT) işbirliği tarafından yapılan araştırma, daha sonra ilk yıldızlara ve galakslara gelişen eski, konsolide hidrojen ve helyum bulutlarının oluşumunu ortaya çıkararak, eşi görülmemiş bir netlikle büyük patlamadan sonra en erken ışığın hem yoğunluğunu hem de polarizasyonunu gösteriyor.

Cardiff Üniversitesi’nden araştırmacıları da içeren ekip, CMB’yi yüksek tanımlı olarak analiz etmenin, birçok rakip alternatifi dışlayarak evrenin basit bir modelini doğrulamalarını sağladığını söyledi.

Sonuçlarını şurada sundular Amerikan Fizik Derneği Yıllık Toplantısı 19 Mart 2025’te ve bunları yayınlamak için akran inceleme sürecine gönderdi. Kozmoloji ve Astroparçacık Fiziği Dergisi.

Cardiff Üniversitesi Fizik ve Astronomi Okulu Araştırma Direktörü Profesör Erminia Calabrese ve sunulan çalışmalardan birinin baş yazarı, “Bu yeni görüntüler, gece gökyüzünde ve kendi gezegenimizde gördüğümüz karmaşık kozmik yapıları tohumlayan süreçleri yüksek hassasiyetle yeniden yapılandırmamıza izin veriyor.

“Gözlemlenebilir evren bizden her yöne yaklaşık 50 milyar ışık yılını uzatıyor ve 1.900 ‘Zetta-Sun’ ya da neredeyse 2 trilyon trilyon güneş içerir.

“Bu 1.900 Zetta-Sun’dan, görebildiğimiz ve ölçebileceğimiz normal maddenin kütlesi-sadece 100’ü yapıyor. Bunun dörtte üçü hidrojen ve dörtte biri helyum.

“İnsanların – çoğunlukla karbon, oksijen, azot, demir ve hatta altın izleri ile yapıldığı unsurlar, daha sonra yıldızlarda oluştu ve sadece bu kozmik güveçte bir serpme.

“Başka bir 500 Zetta-Suns kitle, henüz bilinmeyen bir doğanın görünmez karanlık maddesinde ve geri kalan 1.300’ü boş alanın hakim vakum enerjisi veya ‘koyu enerji’.”

Çalışmanın önemli bir amacı, son yıllarda Hubble sabiti hakkında ortaya çıkan anlaşmazlığı açıklayacak, bugünün genişleme oranı olan alternatif modelleri araştırmaktı.

CMB’den türetilen ölçümler, megaparsec (km/s/mpc) başına saniyede saniyede 67-68 kilometre genişleme oranı gösterirken, yakındaki galaksilerin hareketinden türetilen ölçümler 73-74 km/s/mpc kadar yüksek bir hubble sabitini gösterir.

Yeni yayınlanan verilerini kullanarak, ACT ekibi Hubble sabiti için daha düşük değeri ve daha fazla hassasiyetle doğruladı.

Profesör Calabrese, “Genişleme oranının daha yüksek bir değerini verebilecek birçok model sınıfı taradık, ancak yeni veriler tarafından tercih edilmedi.”

Yeni ölçümler, evrenin yaşının tahminini de rafine etti ve 13.8 milyar yaşında olduğunu ve belirsizliğin sadece%0,1’lik olduğunu tespit etti.

ACT, 2004’teki ilk enstrüman tasarımından bu yana ACT’nin optik düzeninde yer alan astronomi enstrümantasyon grubu ile Cardiff Üniversitesi ekibi için önemli bir araştırma odağı olmuştur.

“Benzersiz filtrelerimiz ACT dedektörlerinin bu muazzam ölçümleri yapmak için gereken hassasiyette çalışmasını sağladı.” Dedi.

2011’den beri Profesör Calabrese tarafından yönetilen çalışmalar, verileri kozmosun temel özellikleri hakkında bilgiye dönüştürdü.

Toplantıda sunulan nihai veri karakterizasyonu ve yorumu, Cardiff doktora sonrası araştırmacı Hidde Jense ile birlikte dört yıllık çalışmaların sonuna işaret ediyor.

Jense, “ACT, doktora çalışmalarım sırasında kozmik laboratuvarım oldu. Evrenimizi bu rafine anlayışa götüren çabanın bir parçası olmak heyecan verici oldu.” Dedi.

ACT gözlemlerini 2022’de tamamladı ve dikkat şimdi Cardiff ekibi için bir sonraki büyük CMB projesi olan Şili’deki aynı yerde yeni, daha yetenekli, Simons Gözlemevi’ne yöneliyor.

Profesör Calabrese, “Act’in bu sonuçların gösterilmesiyle emekli olduğunu görmek harika.” Diye ekledi.

Diyerek şöyle devam etti: “Çember standart kozmoloji modelimizi kapatmaya devam ediyor, bu son sonuçlar hangi evrenlerin artık mümkün olmadığı konusunda yoğunlaşıyor.”