Şekil 1. GLASS-JWST programında olağanüstü derecede parlak iki gökada yakalandı. Bu galaksiler Büyük Patlama’dan yaklaşık 450 ve 350 milyon yıl sonra var oldular (sırasıyla yaklaşık 10.5 ve 12.5’lik bir kırmızıya kayma ile) ve boyutları sırasıyla kabaca 500 parsek ve 170 parsektir. Kredi: NASA, ESA, CSA, Tommaso Treu (UCLA)
Kavli Evrenin Fizik ve Matematiği Enstitüsü’nden (Kavli IPMU) araştırmacılar da dahil olmak üzere uluslararası bir araştırma ekibi, bir Yakın zamanda başlatılan James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından yakalandığı şekliyle, evrendeki en eski gökadalardan bazılarının boyutu ve parlaklığı arasındaki ilişkiyi inceleyen The Astrophysical Journal Letters’daki yeni çalışma – Büyük Patlama’dan bir milyar yıldan daha kısa bir süre sonra.
Bulgular, Los Angeles’taki California Üniversitesi’nden Profesör Tommaso Treu liderliğindeki Grim Lens-Amplified Space from Space (GLASS) Early-Release Science Programının bir parçasıdır. Programın amacı, yeniden iyonlaşma çağı olarak bilinen, nötr gazın iyonlaşmasına ve ışığın ortaya çıkmasına yol açan ilk yıldızların ve galaksilerin tutuştuğu erken evreni incelemektir.
Ancak, yeniden iyonlaşmanın ayrıntıları kalmıştır. bilinmiyor çünkü bugüne kadar teleskoplar, evren tarihinin bu dönemindeki galaksileri ayrıntılı olarak gözlemleyemediler. Yeniden iyonlaşma çağı hakkında daha fazla bilgi edinmek, araştırmacıların yıldızların ve galaksilerin bizim gördüğümüz şekliyle günümüzün evrenini yaratmak için nasıl evrimleştiğini anlamalarına yardımcı olacaktır.
Şekil 2: Galaksilerin boyut-parlaklık ilişkileri sınırlı veri nedeniyle sabit eğimli beş dalga boyu bandı. F150W panelindeki siyah düz ve kesikli noktalı çizgiler, Shibuya ve diğerleri tarafından HST verilerinden elde edilen ilişkiyi gösterir. (2015; z ∼ 8) ve Huang ve diğerleri. (2013; z ∼ 5) sırasıyla benzer bir dinlenme çerçevesi dalga boyunda. Kredi: Yang ve diğerleri.
Kavli IPMU JSPS Üyesi Lilan Yang tarafından yönetilen ve Proje Araştırmacısı Xuheng Ding’in dahil olduğu bir çalışmada, galaksi boyutunu ölçmek için GLASS-JWST programından çok bantlı NIRCAM görüntüleme verileri kullanıldı ve morfolojiyi ve boyut-parlaklık ilişkisini rest-frame optiğinden UV’ye anlamak için parlaklık.
“Gökadanın özelliklerini ilk kez rest-frame optiğinde 7’den büyük bir kırmızıya kayma ile inceleyebiliyoruz. JWST ve boyut-parlaklık, kozmik yeniden iyonlaşmadan sorumlu birincil kaynakları, yani çok sayıda sönük gökadayı veya nispeten daha az parlak gökadayı gösteren parlaklık fonksiyonunun şeklini belirlemek için önemlidir.
“Işığın orijinal dalga boyu erken evrenden bize geldiğinde daha uzun bir dalga boyuna geçecektir. Bu nedenle, gözlemlenen dalga boyundan ziyade içsel dalga boylarını netleştirmek için dinlenme çerçevesi dalga boyu kullanılır.
Daha önce, Hubble Uzay Teleskobu ile galaksilerin özelliklerini yalnızca dinlenme çerçevesi UV bandında biliyorduk. İlk yazar Yang, “Artık JWST ile UV’den daha uzun dalga boyunu ölçebiliyoruz” dedi.
Araştırmacılar, 7’den büyük veya kabaca 800’den büyük bir kırmızıya kaymada galaksilerin ilk durağan çerçeve optik boyut-parlaklık ilişkisini buldular. Büyük Patlama’dan milyon yıl sonra, boyutu dalga boyunun bir fonksiyonu olarak incelemelerine izin veriyor. Referans parlaklığında medyan boyutun kabaca 450-600 parsek olduğunu ve dinlenme çerçevesi optiğinden UV’ye biraz azaldığını buldular. Ama bu bekleniyor muydu?
“Yanıt şu ki, ne bekleyeceğimizi bilmiyoruz. Önceki simülasyon çalışmaları bir dizi tahmin veriyor” dedi Yang.
Ekip ayrıca boyut-parlaklık ilişkisinin eğiminin, eğimin değişmesine izin verildiğinde en kısa dalga boyu bandında biraz daha dik olduğunu buldu.
{ 6}”Bu, daha kısa dalga boyunda daha yüksek yüzey parlaklık yoğunluğu anlamına gelir, dolayısıyla parlaklık fonksiyonu tahmin edilirken daha az gözlemsel eksiklik düzeltmesi olur, ancak sonuç kesin değildir. Burada gereğinden fazla yorumlamak istemiyoruz,” dedi Yang.
Referans: “GLASS-JWST’den Erken Sonuçlar. V: The First Rest-frame Optical Size–Luminosity Relation of Galaxies at z > 7”, L. Yang, T. Morishita, N. Leethochawalit, M. Castellano, A. Calabrò, T. Treu, A. Bonchi, A. Fontana, C. Mason, E. Merlin, D. Paris, M. Trenti, G. Roberts-Borsani, M. Bradac, E. Vanzella, B. Vulcani, D. Marchesini, X. Ding, T. Nanayakkara, S. Birrer, K. Glazebrook, T. Jones, K. Boyett, P. Santini, V. Strait ve X. Wang, 18 Ekim 2022, The Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac8803