James Webb Uzay Teleskobu sanatçısının tasarımı. Kredi: NASA-GSFC, Adriana M. Gutierrez (CI Laboratuvarı)
Uluslararası bir astrofizikçi ekibi, yeni bir çalışmada, James Webb Uzay Teleskobu’ndan alınan görüntülerde saklanan birkaç gizemli nesne keşfetti: altı potansiyel evren tarihinde çok erken ortaya çıkan ve çok büyük olan galaksilerin mevcut kozmolojik teoriye göre mümkün olmaması gerekir.
Aday galaksilerin her biri, evrenin başlangıcından kabaca 500 ila 700 milyon yıl sonra var olmuş olabilir. Büyük Patlama veya 13 milyar yıldan fazla bir süre önce. Ayrıca, neredeyse günümüz Samanyolu Galaksisi kadar çok yıldız içeren devasa boyutlardalar.
Yeni araştırmanın ortak yazarı ve Üniversitede astrofizik yardımcı doçenti Erica Nelson, “Bunlar muz,” dedi. Colorado Boulder. “Erken evrenin kendini bu kadar hızlı organize etmesini beklemiyorsun. Bu galaksilerin oluşma zamanı olmamalıydı.”
Nelson ve Avustralya’daki Swinburne Teknoloji Üniversitesi’nden ilk yazar Ivo Labbé’nin de aralarında bulunduğu meslektaşları, sonuçlarını 22 Şubat’ta Nature dergisinde yayınladılar.
Büyük Patlama’dan 500-800 milyon yıl sonra görülen, altı aday büyük gökadanın görüntüleri. Kaynaklardan biri (sol altta), günümüz Samanyolu kadar çok yıldız içerebilir, ancak 30 kat daha kompakttır. Kredi: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne Teknoloji Üniversitesi). Görüntü işleme: G. Brammer (Niels Bohr Enstitüsü’nün Kopenhag Üniversitesi’ndeki Kozmik Şafak Merkezi)
Son buluntular, Aralık 2021’de fırlatılan James Webb tarafından gözlemlenen en eski gökadalar değildir ve şimdiye kadar uzaya gönderilen en güçlü teleskop. Geçen yıl, bilim adamlarından oluşan başka bir ekip, Büyük Patlama’dan yaklaşık 350 milyon yıl sonra muhtemelen gazdan oluşan dört gökada tespit etti. Ancak bu nesneler, yıldızlardan kat kat daha az kütle içeren yeni gökadalara kıyasla düpedüz karides gibiydi.
Araştırmacıların, bu gökadaların göründükleri kadar büyük olduklarını ve o kadar uzaklara tarihlendiklerini doğrulamak için hâlâ daha fazla veriye ihtiyaçları var. zamanda geri Bununla birlikte, ön gözlemleri, James Webb’in astronomi ders kitaplarını nasıl yeniden yazabileceğine dair cezbedici bir tat sunuyor.
“Başka bir olasılık da, bu şeylerin, sönük kuasarlar gibi farklı türde tuhaf nesneler olduğudur. ilginç,” dedi Nelson.
Bulanık noktalar
Etrafta çok fazla heyecan var: Geçen yıl, ABD, Avustralya, Danimarka ve İspanya’dan gelen Nelson ve meslektaşları, James Webb’in Dünya’ya geri gönderdiği verileri araştırmak için özel bir ekip kurdu.
Son bulguları, teleskopun Kozmik Evrim Erken Yayın Bilimi (CEERS) Araştırmasından kaynaklanmaktadır. Bu görüntüler, Büyük Kepçe’ye yakın bir gökyüzü parçasının derinliklerine bakıyor; bu, uzayın en azından ilk bakışta, Hubble Uzay Teleskobu’nun ilk kez 1990’larda gözlemlediği görece sıkıcı bir bölgesi.
{15 }James Webb tarafından toplanan, evrenin başlangıcından altı yeni aday gökadanın konumunu gösteren eklerle Büyük Kepçe’ye yakın bir uzay bölgesi mozaiği. Kredi: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne Teknoloji Üniversitesi), Görüntü işleme: G. Brammer (Niels Bohr Enstitüsü’nün Kopenhag Üniversitesi’ndeki Kozmik Şafak Merkezi)
Nelson şuraya bakıyordu Garip bir şey fark ettiğinde, bir görüntünün posta pulu boyutunda bir bölümü: gerçek olamayacak kadar parlak görünen birkaç “bulanık nokta” ışık.
“Çok kırmızı ve çok parlaklardı,” dedi Nelson. “Onları görmeyi beklemiyorduk.”
Astronomide kırmızı ışığın genellikle eski ışığa eşit olduğunu açıkladı. Nelson, evrenin zamanın başlangıcından beri genişlediğini söyledi. Genişledikçe galaksiler ve diğer gök cisimleri birbirinden uzaklaşır ve yaydıkları ışık uzar – bunu tuzlu su şekerlemesinin kozmik eşdeğeri gibi düşünün. Işık ne kadar uzarsa, insan enstrümanlarına o kadar kırmızı görünür. (Buna karşılık, Dünya’ya yaklaşan nesnelerden gelen ışık daha mavi görünür).
Ekip hesaplamalar yaptı ve eski galaksilerinin de çok büyük olduğunu, güneş boyutunda on milyarlarca güneş boyutunda yıldız barındırdığını keşfetti. , Samanyolu ile eşit.
Bununla birlikte, bu ilkel gökadaların muhtemelen bizimkiyle pek ortak yanı yoktu.
“Samanyolu her yıl yaklaşık bir ila iki yeni yıldız oluşturuyor” dedi Nelson. “Evrenin tüm tarihi boyunca bu galaksilerden bazılarının yılda yüzlerce yeni yıldız oluşturması gerekir.”
Nelson ve meslektaşları, bu gizemli nesneler hakkında çok daha fazla bilgi toplamak için James Webb’i kullanmak istiyor. , ama zaten meraklarını uyandıracak kadarını gördüler. Başlangıç olarak, hesaplamalar, o dönemde bu kadar çok yıldızı bu kadar hızlı oluşturmaya yetecek kadar normal maddenin (gezegenleri ve insan bedenlerini oluşturan türden) olmaması gerektiğini gösteriyor.
“Bu galaksilerden biri bile gerçek, kozmoloji anlayışımızın sınırlarını zorlayacak,” dedi Nelson.
Zamanda geriye gitmek
Nelson için yeni bulgular, ilkokuldaydı. 10 yaşındayken, 1990’da başlatılan ve bugün hala aktif olan bir teleskop olan Hubble hakkında bir rapor yazdı. Nelson bağımlısıydı.
“Işığın bir galaksiden bize ulaşması zaman alır, bu da bu nesnelere baktığınızda zamanda geriye baktığınız anlamına gelir” dedi. “Bu kavramı o kadar akıllara durgunluk verici buldum ki, o anda hayatımda yapmak istediğim şeyin bu olduğuna karar verdim.”
James Webb’in hızlı keşif temposu, ilk günlerine çok benziyor. Hubble, dedi Nelson. O zamanlar birçok bilim insanı, galaksilerin Big Bang’den milyarlarca yıl sonra oluşmaya başlamadığına inanıyordu. Ancak araştırmacılar çok geçmeden erken evrenin hayal edebileceklerinden çok daha karmaşık ve heyecan verici olduğunu keşfettiler.
“Hubble’dan dersimizi zaten öğrenmiş olsak da, James Webb’in bu kadar eski zamanlarda var olan bu tür olgun gökadaları görmesini beklemiyorduk,” dedi Nelson. “Çok heyecanlıyım.”
Bu keşifle ilgili daha fazla bilgi için “Devasa” Webb Uzay Teleskobu Keşfi Evrenle İlgili Önceki Anlayışa Meydan Okuyun.
Referans: “Kıvırcık bir kırmızı aday popülasyonu galaksiler ~600 Myr after the Big Bang” yazan Ivo Labbé, Pieter van Dokkum, Erica Nelson, Rachel Bezanson, Katherine A. Suess, Joel Leja, Gabriel Brammer, Katherine Whitaker, Elijah Mathews, Mauro Stefanon ve Bingjie Wang, 22 Şubat 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-05786-2
Yeni çalışmanın diğer ortak yazarları arasında Yale Üniversitesi’nden Pieter van Dokkum; Santa Cruz, California Üniversitesi’nden Katherine Suess; Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nden Joel Leja, Elijah Matthews ve Bingjie Wang; Kopenhag Üniversitesi’nden Gabriel Brammer ve Katherine Whitaker; ve Valencia Üniversitesi’nden Mauro Stefanon.