Webb Teleskobu İçeriden Dışarıya Doğru Büyüyen Erken Evren Galaksisini Ortaya Çıkardı…
James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, Büyük Patlama’dan yalnızca 700 milyon yıl sonra, erken evrendeki bir galaksinin içeriden dışarıya doğru büyüdüğünü ilk kez gözlemlediler .
Beklenenden çok daha küçük ama olgun olan bu galaksi, yoğun çekirdeği ve hızla oluşan yıldız dış yüzeyleriyle benzersiz büyüme desenleri sergiliyor.
Gökbilimciler, Büyük Patlama’dan yalnızca 700 milyon yıl sonra, erken evrende bir galaksinin ‘içten dışa’ büyümesini gözlemlemek için NASA /ESA James Webb Uzay Teleskobu’nu ( JWST ) kullandılar .
Bu galaksi Samanyolu’ndan yüz kat daha küçüktür , ancak evrenin bu kadar erken bir döneminde şaşırtıcı derecede olgundur. Büyük bir şehir gibi, bu galaksi yoğun bir yıldız çekirdeğine sahiptir ancak galaktik ‘banliyölerde’ seyrekleşir. Ve büyük bir şehir gibi, bu galaksi yayılmaya başlıyor ve yıldız oluşumu dış bölgelerde hızlanıyor.
Bu, içten dışa galaktik büyümenin şimdiye kadarki en erken tespitidir. Webb’e kadar, evrenin tarihinde bu kadar erken bir dönemde galaksi büyümesini incelemek mümkün olmamıştı. Webb ile elde edilen görüntüler zaman içinde bir anlık görüntü sunsa da, Cambridge Üniversitesi liderliğindeki araştırmacılar, benzer galaksileri incelemenin, gaz bulutlarından bugün gözlemlediğimiz karmaşık yapılara nasıl dönüştüklerini anlamamıza yardımcı olabileceğini söylüyor. Sonuçlar bugün (11 Ekim) Nature Astronomy dergisinde bildirildi.
Galaktik Evrimin İlk Dönemlerine İlişkin Yeni Görüşler
Cambridge’deki Cavendish Laboratuvarı’ndan yardımcı yazar Dr. Sandro Tacchella, “Galaksilerin kozmik zaman içinde nasıl evrimleştiği sorusu astrofizikte önemli bir sorudur,” dedi. “Son on milyon yıldır ve evrenin bizim köşemizdeki galaksiler için çok sayıda mükemmel veriye sahibiz, ancak şimdi Webb ile milyarlarca yıl öncesinden gözlemsel veriler elde edebiliyoruz, kozmik tarihin ilk milyar yılını araştırıyoruz, bu da her türden yeni soruyu gündeme getiriyor.”
Bugün gözlemlediğimiz galaksiler iki ana mekanizmayla büyür: ya yeni yıldızlar oluşturmak için gaz çekerler veya biriktirirler ya da daha küçük galaksilerle birleşerek büyürler. Erken evrende farklı mekanizmaların iş başında olup olmadığı, gökbilimcilerin Webb ile ele almayı umduğu açık bir sorudur.
Tacchella, “Galaksilerin, gaz bulutlarının kendi kütle çekimleri altında çökerek çok yoğun yıldız çekirdekleri ve muhtemelen kara delikler oluşturmasıyla küçük başlamasını beklersiniz,” dedi. “Galaksi büyüdükçe ve yıldız oluşumu arttıkça, bu bir tür dönen bir artistik patenciye benzer: patenci kollarını içeri çektikçe, momentum kazanır ve giderek daha hızlı dönerler. Galaksiler de benzerdir, gaz daha sonra giderek daha büyük mesafelerden birikerek galaksiyi döndürür, bu yüzden genellikle spiral veya disk şekilleri oluştururlar.”
Erken Evrende Yıldız Oluşumunun Gözlemlenmesi
JADES (JWST Gelişmiş Ekstragalaktik Araştırma) işbirliğinin bir parçası olarak gözlemlenen bu galaksi, erken evrende aktif olarak yıldız oluşturuyor. Nispeten genç yaşına rağmen, günümüzdeki 1000 kat daha fazla yıldıza sahip büyük eliptik galaksilerle benzer yoğunlukta olan oldukça yoğun bir çekirdeğe sahip. Yıldız oluşumunun çoğu çekirdekten daha uzakta gerçekleşiyor ve yıldız oluşturan bir ‘küme’ daha da uzakta.
Yıldız oluşumu faaliyeti, yıldız oluşumu yayıldıkça ve galaksi büyüdükçe, dış bölgelere doğru güçlü bir şekilde yükseliyor. Bu tür bir büyüme teorik modellerle öngörülmüştü, ancak Webb ile artık bunu gözlemlemek mümkün.
“Webb’in gökbilimciler olarak bizim için bu kadar dönüştürücü olmasının birçok nedeninden biri, artık modelleme yoluyla önceden tahmin edilen şeyleri gözlemleyebilmemizdir,” diyor Cavendish’te doktora öğrencisi olan ortak yazar William Baker. “Bu, ödevini kontrol edebilmeye benziyor.”
Webb ile Galaktik Araştırmalardaki Gelişmeler
Araştırmacılar, Webb’i kullanarak galaksinin farklı dalga boylarında yaydığı ışıktan bilgi çıkardılar ve daha sonra bu bilgiyi daha genç yıldızların sayısını ve daha yaşlı yıldızları tahmin etmek için kullandılar; bu da yıldız kütlesi ve yıldız oluşum oranının bir tahminine dönüştürüldü.
Galaksi çok kompakt olduğundan, galaksinin bireysel görüntüleri, enstrümantal etkileri hesaba katmak için ‘ileriye doğru modellendi’. Gaz emisyonu ve toz emilimi için reçeteler içeren yıldız popülasyonu modellemesini kullanarak, araştırmacılar çekirdekte daha yaşlı yıldızlar buldular, çevredeki disk bileşeni ise çok aktif yıldız oluşumu geçiriyordu. Bu galaksi, dış kısımlardaki yıldız kütlesini yaklaşık her 10 milyon yılda bir iki katına çıkarıyor, bu da çok hızlı: Samanyolu galaksisi kütlesini yalnızca her 10 milyar yılda bir iki katına çıkarıyor.
Galaktik çekirdeğin yoğunluğu ve yüksek yıldız oluşum oranı, bu genç galaksinin yeni yıldızlar oluşturmak için ihtiyaç duyduğu gaz açısından zengin olduğunu ve bunun erken evrendeki farklı koşulları yansıtabileceğini düşündürmektedir.
“Elbette bu sadece bir galaksi, bu yüzden o dönemde diğer galaksilerin ne yaptığını bilmemiz gerekiyor,” dedi Tacchella. “Bütün galaksiler buna mı benziyordu? Şimdi diğer galaksilerden benzer verileri analiz ediyoruz. Kozmik zaman boyunca farklı galaksilere bakarak, büyüme döngüsünü yeniden yapılandırabilir ve galaksilerin günümüzdeki nihai boyutlarına nasıl ulaştığını gösterebiliriz.”
