Büyük, ışık toplayan aynası ve kızılötesi hassasiyeti ile, NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu (JWST), büyük patlamadan sadece birkaç yüz milyon yıl sonra, erken evrende var olan galaksileri incelemek için benzersiz bir şekilde uygundur. Webb’in gözlem süresinin tamamından biraz fazlası, JWST Gelişmiş Derin Galaksi Dışı Araştırma veya JADES’e ayrılmıştır. JADES, en sönük ve en uzak gökadalardan bazılarını incelemek için evrenin derinliklerine bakacak. Programın ilk bulguları arasında, evren 600 milyon yıldan daha küçükken var olan yüzlerce gökada ve tekrar tekrar yıldız oluşum patlamalarından geçmiş gökadalar yer alıyor.
Astronominin en temel sorularından biri şudur: İlk yıldızlar ve galaksiler nasıl oluştu? NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, şimdiden bu soruya yeni bilgiler sağlıyor. Webb’in bilim alanındaki ilk yılındaki en büyük programlardan biri, soluk, uzak gökadaları ortaya çıkarmak ve karakterize etmek için yaklaşık 32 günlük teleskop süresi ayıracak olan JWST Gelişmiş Derin Ekstragalaktik Araştırma veya JADES’tir. Veriler gelmeye devam ederken, JADES, evren 600 milyon yaşından küçükken var olan yüzlerce galaksiyi çoktan keşfetti. Ekip ayrıca çok sayıda genç, sıcak yıldızla parıldayan gökadaları da belirledi.
“JADES ile şu gibi pek çok soruyu yanıtlamak istiyoruz: İlk galaksiler kendilerini nasıl bir araya getirdiler? Yıldızları ne kadar hızlı oluşturdular? Neden bazı galaksiler yıldız oluşturmayı bırakıyor?” Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nden Marcia Rieke, JADES programının eş lideri dedi.
Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Ryan Endsley, büyük patlamadan 500 ila 850 milyon yıl sonra var olan galaksilerle ilgili bir soruşturma yürüttü. olarak bilinen çok önemli bir dönemdi. Yeniden İyonlaşma Çağı. Büyük patlamadan yüz milyonlarca yıl sonra evren, onu enerjik ışığa karşı opak hale getiren gazlı bir sisle doluydu. Büyük patlamadan bir milyar yıl sonra, sis dağıldı ve yeniden iyonlaşma olarak bilinen bir süreçle evren şeffaf hale geldi. Bilim adamları, aktif, süper kütleli kara deliklerin mi yoksa sıcak, genç yıldızlarla dolu galaksilerin mi yeniden iyonlaşmanın birincil nedeni olduğunu tartıştılar.
JADES programının bir parçası olarak Endsley ve meslektaşları, yıldız oluşumunun izlerini aramak için bu galaksileri incelediler ve bol miktarda buldular. “Bulduğumuz neredeyse her bir galaksi, bu alışılmadık derecede güçlü emisyon hattı yoğun yeni yıldız oluşumunu gösteren imzalar. Endsley, bu erken galaksiler sıcak, büyük kütleli yıldızlar yaratmada çok iyiydi” dedi.
Bu parlak, büyük kütleli yıldızlar, atomları iyonlaştırarak ve çekirdeklerinden elektronları çıkararak çevreleyen gazı opaktan şeffafa dönüştüren ultraviyole ışık sağanaklarını pompaladı. Bu erken galaksiler çok büyük bir sıcak, büyük kütleli yıldız popülasyonuna sahip olduklarından, yeniden iyonlaşma sürecinin ana itici gücü olmuş olabilirler. Elektronların ve çekirdeklerin daha sonra yeniden birleşmesi, belirgin şekilde güçlü emisyon çizgilerini üretir.
Endsley ve meslektaşları ayrıca, bu genç galaksilerin, daha az yıldızın oluştuğu sessiz dönemlerle serpiştirilmiş hızlı yıldız oluşum dönemleri geçirdiğine dair kanıtlar buldular. Bu uyumlar ve başlangıçlar, galaksiler yıldızları oluşturmak için gereken gaz halindeki ham madde yığınlarını yakaladığında gerçekleşmiş olabilir. Alternatif olarak, büyük kütleli yıldızlar hızla patladıkları için, çevredeki ortama periyodik olarak enerji enjekte etmiş ve gazın yeni yıldızlar oluşturmak üzere yoğunlaşmasını engellemiş olabilirler.
JADES programının bir başka unsuru, evren 400 milyon yaşından küçükken var olan en eski galaksilerin araştırılmasını içeriyor. Gökbilimciler, bu galaksileri inceleyerek, büyük patlamadan sonraki ilk yıllarda yıldız oluşumunun günümüzde görülenden nasıl farklı olduğunu keşfedebilirler. Uzak galaksilerden gelen ışık, evrenin genişlemesiyle daha uzun dalga boylarına ve daha kırmızı renklere doğru gerilir – kırmızıya kayma adı verilen bir olgu. Gökbilimciler bir galaksinin kırmızıya kaymasını ölçerek ne kadar uzakta olduğunu ve dolayısıyla erken evrende ne zaman var olduğunu öğrenebilirler. Webb’den önce, evren 650 milyon yaşından daha gençken, 8’lik bir kırmızıya kaymanın üzerinde gözlemlenen yalnızca birkaç düzine gökada vardı, ancak JADES şimdi bu son derece uzak gökadalardan yaklaşık bin tanesini ortaya çıkardı.
Kırmızıya kaymayı belirlemek için altın standart, bir galaksinin parlaklığını yakın aralıklı sayısız dalga boyunda ölçen spektrumuna bakmayı içerir. Ancak, bir avuç parlaklık ölçümü elde etmek için her biri dar bir renk bandını kapsayan filtreler kullanılarak bir galaksinin fotoğrafları çekilerek iyi bir yaklaşım belirlenebilir. Bu şekilde, araştırmacılar aynı anda binlerce galaksinin mesafeleri için tahminler belirleyebilirler.
Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nden Kevin Hainline ve meslektaşları, fotometrik kırmızıya kayma adı verilen bu ölçümleri elde etmek için Webb’in NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) cihazını kullandılar ve evren 370 milyon ile 650 milyon arasındayken var olan 700’den fazla aday gökada belirlediler. yaşında. Bu galaksilerin sayısı, Webb’in fırlatılmasından önce yapılan gözlemlerden elde edilen tahminlerin çok ötesindeydi. Gözlemevinin mükemmel çözünürlüğü ve hassasiyeti, astronomların bu uzak galaksileri her zamankinden daha iyi bir şekilde görmelerini sağlıyor.
“Önceden, görebildiğimiz en eski galaksiler küçük lekeler gibi görünüyordu. Yine de bu lekeler, evrenin başlangıcındaki milyonlarca hatta milyarlarca yıldızı temsil ediyor” dedi. “Şimdi, bazılarının aslında görünür yapıya sahip uzatılmış nesneler olduğunu görebiliriz. Zamanın başlangıcından sadece birkaç yüz milyon yıl sonra doğan yıldız gruplarını görebiliriz.”
Rieke, “Erken evrende yıldız oluşumunun düşündüğümüzden çok daha karmaşık olduğunu buluyoruz” diye ekledi.
Bu sonuçlar Amerikan Astronomi Topluluğu’nun New Mexico, Albuquerque’deki 242. toplantısında rapor ediliyor.
James Webb Uzay Teleskobu, dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizdeki gizemleri çözecek, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyaların ötesine bakacak ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve içindeki yerimizi araştıracak. Webb, NASA tarafından ortakları ESA ile yürütülen uluslararası bir programdır (Avrupa Uzay Ajansı) ve CSA (Kanada Uzay Ajansı).