SMACS-J0723.3-7327 kümesinin Webb kartındaki NIRCAM kamerayla elde edilen küme içi ışığının görüntüsü. Veriler, galaksiler (siyah ve beyaz) arasındaki zayıf ışığın algılanmasını iyileştirmek için IAC ekibi tarafından işlendi. Kredi: NASA, ESA, CSA, STScI
Elde edilen veriler yeni James Webb Uzay Teleskobu tarafından kullanıldı herhangi bir galaksiye yerçekimsel olarak bağlı olmayan galaksi kümelerindeki yıldızlar tarafından yayılan dağınık ve zayıf ışık olan küme içi ışığın bugüne kadarki en eksiksiz analizini ortaya koyan son çalışma. Araştırma, galaksi kümelerinin oluşum süreçleri ve karanlık maddenin özellikleri hakkında yeni ipuçları veriyor. Tamamen Instituto de Astrofísica de Canarias’taki (IAC) araştırmacılar tarafından yapılan çalışma, özel The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayınlandı.
Gökada kümelerinde, kümedeki gökadalar arasında üretilen büyük gelgit kuvvetleri tarafından çekildikleri için galaksiler arası uzaya doğru dolaşan yıldızların bir kısmı vardır. Bu yıldızların yaydığı ışığa küme içi ışık (ICL) denir ve son derece zayıftır. Parlaklığı, Dünya’dan gözlemleyebileceğimiz en karanlık gökyüzünün parlaklığının %1’inden azdır. Uzaydan alınan görüntülerin onu analiz etmek için çok değerli olmasının bir nedeni de budur.
Kızılötesi dalga boyları, gökada kümelerini görünür ışıktan farklı bir şekilde keşfetmemizi sağlar. Kızılötesi dalga boylarındaki verimliliği ve Webb’in görüntülerinin keskinliği sayesinde, IAC araştırmacıları Mireia Montes ve Ignacio Trujillo, SMACS-J0723.3-7327’nin küme içi ışığı eşi görülmemiş bir ayrıntı düzeyiyle keşfetmeyi başardılar. Aslında, bu kümenin merkezinin Webb’inden alınan görüntüler, önceki görüntülerden iki kat daha derindir. Hubble uzay teleskobu.
SMACS-J0723.3-7327 kümesinin küme içi ışığını incelemeyi mümkün kılan James Webb Teleskobu’nun “İlk Derin Alanı”nın görüntüsü. Kredi: NASA, ESA, CSA, STScI
Makalenin ilk yazarı Mireia Montes, “Bu çalışmada, çok sönük bir nesneyi gözlemlemek için Webb’in büyük potansiyelini gösteriyoruz” diye açıklıyor. “Bu, çok daha uzaktaki gökada kümelerini çok daha ayrıntılı bir şekilde incelememizi sağlayacak” diye ekliyor.
Bu son derece sönük “hayalet” ışığı analiz etmek için, yeni uzay teleskobunun gözlem kabiliyetine ihtiyaç duymanın yanı sıra, araştırmacılar mevcut yöntemleri geliştiren yeni analiz teknikleri geliştirdiler. “Bu çalışmada, soluk ve uzamış bir yapı olduğu için küme içi ışığı inceleyebilmek için Webb görüntülerinde bazı ekstra işlemler yapmamız gerekiyordu. Bu, ölçümlerimizde yanlılığı önlemenin anahtarıydı” diyor Mireia.
James Webb Uzay Teleskobu, Hubble’dan sonraki bir sonraki büyük uzay bilimi gözlemevidir ve Evren hakkında öne çıkan soruları yanıtlamak ve astronominin tüm alanlarında çığır açan keşifler yapmak için tasarlanmıştır. Şimdiye kadar uzaya gönderilen en güçlü kızılötesi bilim gözlemevidir. Kredi bilgileri: ESA/ATG medialab
Elde edilen veriler sayesinde araştırmacılar, galaksi kümeleri kadar kütleli yapıların oluşumuna giden süreçleri incelemek ve anlamak için küme içi ışığın potansiyelini gösterebildiler. “Bu dağınık ışığı analiz ederek, kümenin iç kısımlarının büyük kütleli galaksilerin birleşmesiyle oluştuğunu, dış kısımların ise bizimkine benzer galaksilerin birikmesinden kaynaklandığını bulduk. Samanyolu”diye not ediyor.
Ancak bu gözlemler, yalnızca galaksi kümelerinin oluşumu hakkında değil, aynı zamanda evrenimizin gizemli bir bileşeni olan karanlık maddenin özellikleri hakkında da ipuçları sunuyor. Küme içi ışığı yayan yıldızlar, kümenin yerçekimi alanını takip eder, bu da bu ışığı, bu yapılardaki karanlık maddenin dağılımının mükemmel bir izleyicisi yapar. “Webb, bu devasa yapılardaki karanlık maddenin dağılımını karakterize etmemize izin verecek makalenin ikinci yazarı Ignacio Trujillo, benzeri görülmemiş bir hassasiyetle ve temel doğasına ışık tutuyor” diyerek sözlerini sonlandırıyor.
Referans: “A New Era of Intracluster Light Studies with JWST”, yazan Mireia Montes ve Ignacio Trujillo, 1 Aralık 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac98c5
