Son astronomik gözlemler, erken evrende altı büyük gökadanın varlığını ortaya çıkardı ve bu, önceki gökada oluşumu anlayışına meydan okuyor. Penn State’de astronomi ve astrofizik profesörü olan ve bu galaksilerin yaydığı ışığı analiz eden Joel Leja, bu cisimlerin bilim insanlarının tahmin ettiğinden çok daha büyük kütlelere sahip olduğunu söyledi. Daha önce, evrenin gelişiminin bu aşamasında yalnızca küçük ve genç galaksilerin var olacağı varsayılmıştı, ancak tamamen büyümüş galaksilerin keşfi, erken evren anlayışının gözden geçirilmesi gerektiğini gösteriyor.
Erken evrende keşfedilen altı büyük gökada, bilim adamlarının evrendeki gökadaların kökenleri hakkında daha önce anladıkları şeyi alt üst ediyor.
Bu galaksilerden gelen ışığı modelleyen Penn State’de astronomi ve astrofizik profesörü yardımcısı Joel Leja, “Bu nesneler herkesin beklediğinden çok daha büyük kütleli” dedi. “Zamanın bu noktasında yalnızca küçük, genç, bebek gökadalar bulmayı bekliyorduk, ancak daha önce evrenin şafağı olarak anlaşılan şeyde bizimki kadar olgun gökadalar keşfettik.”
Kullanarak NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan yayınlanan ilk veri seti, uluslararası bilim adamları ekibi, Büyük Patlama’dan yaklaşık 500-700 milyon yıl sonra, evren şu anki yaşının sadece %3’üyken, Samanyolu kadar olgun nesneleri keşfetti. Teleskop, en eski yıldızlar ve galaksiler tarafından yayılan ışığı tespit edebilen kızılötesi algılama araçlarıyla donatılmıştır. Leja, esasen, bilim adamlarının zamanda kabaca 13,5 milyar yıl öncesini, bildiğimiz evrenin başlangıcına yakın bir yeri görmelerini sağladığını açıkladı.
“Bu, şimdiye kadarki ilk bakışımız, bu yüzden önemli gördüklerimizle ilgili açık fikirliyiz,” dedi Leja. “Veriler bunların olası galaksiler olduğunu gösterse de, bence bu nesnelerden birkaçının gizlenmiş süper kütleli karadelikler olma olasılığı var. Ne olursa olsun, keşfettiğimiz kütle miktarı, evrenimizin bu döneminde yıldızlarda bilinen kütlenin daha önce düşündüğümüzden 100 kat daha fazla olduğu anlamına geliyor. Örneği ikiye bölsek bile, bu yine de hayret verici bir değişiklik.”
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)
Bugün (22 Şubat 2023) Nature dergisinde yayınlanan bir makalede, araştırmacılar, altı gökada herkesin beklediğinden çok daha büyük kütleye sahiptir ve bilim insanlarının evrenin başlangıcındaki gökada oluşumu hakkında daha önce anladıkları şeyi sorgulamaktadır.
“Büyük gökada oluşumunun evren tarihinin çok erken dönemlerinde başladığının açığa çıkması çoğumuzun yerleşik bilim olduğunu düşündüğü şeyi alt üst ediyor,” dedi Leja. “Bu nesneleri gayri resmi olarak ‘evren kırıcılar’ olarak adlandırıyoruz ve şimdiye kadar adlarının hakkını veriyorlar.”
Leja, ekibin keşfettiği galaksilerin o kadar büyük olduğunu ve galaksilerle gerilim içinde olduklarını açıkladı. Kozmoloji için modellerin %99’u. Böylesine yüksek bir kütle miktarını açıklamak, ya kozmoloji modellerini değiştirmeyi ya da erken evrendeki galaksi oluşumuna ilişkin bilimsel anlayışı gözden geçirmeyi gerektirecektir – galaksiler, zamanla kademeli olarak büyüyen küçük yıldız ve toz bulutları olarak başlamıştır. Her iki senaryo da evrenin nasıl oluştuğuna dair anlayışımızda temel bir değişiklik gerektiriyor, diye ekledi.
“Evreni ilk kez inceledik ve ne bulacağımız hakkında hiçbir fikrimiz yoktu.” dedi. “Öyle beklenmedik bir şey bulduk ki, aslında bilim için sorun yaratıyor. Erken galaksi oluşumunun tüm resmini sorguluyor.”
12 Temmuz’da NASA, James Webb Uzay Teleskobu’ndan ilk tam renkli görüntüleri ve spektroskopik verileri yayınladı. Uzaydaki en büyük kızılötesi teleskop olan Webb, kozmosun doğuşunu görmek için tasarlandı; yüksek çözünürlüğü, Hubble Uzay Teleskobu için çok eski, uzaktaki veya sönük nesneleri görmesini sağlıyor.
“Verileri aldığımızda , herkes dalmaya başladı ve bu devasa şeyler gerçekten hızlı bir şekilde ortaya çıktı,” dedi Leja. “Modellemeye başladık ve ne olduklarını anlamaya çalıştık çünkü çok büyük ve parlaklardı. İlk düşüncem, bir hata yaptığımız ve onu bulup hayatımıza devam edeceğimizdi. Ancak birçok denemeye rağmen bu hatayı henüz bulamadık.”
Leja, ekibin bulgusunu doğrulamanın ve kalan endişeleri gidermenin bir yolunun büyük gökadaların bir spektrum görüntüsünü almak olduğunu açıkladı. Bu, takıma gerçek mesafeler ve ayrıca galaksileri oluşturan gazlar ve diğer elementler hakkında veri sağlayacaktır. Ekip daha sonra verileri kullanarak galaksilerin neye benzediğine ve gerçekte ne kadar büyük olduklarına dair daha net bir tablo çizebilir.
“Bir spektrum bize bu şeylerin gerçek olup olmadığını hemen söyler,” Leja söz konusu. “Bize ne kadar büyük olduklarını, ne kadar uzakta olduklarını gösterecek. Komik olan, James Webb’den öğrenmeyi umduğumuz tüm bu şeylere sahibiz ve bu, listenin başında yer almıyordu. Evrene sormayı hiç düşünmediğimiz bir şey bulduk — ve düşündüğümden çok daha hızlı oldu, ama işte buradayız.”
Referans: “Büyük gökadalardan ~600 Myr sonra kırmızı aday büyük gökadalardan oluşan bir popülasyon Bang” 22 Şubat 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-05786-2
Makaledeki diğer ortak yazarlar Elijah Mathews ve Penn’den Bingjie Wang’dır. State, Swinburne Teknoloji Üniversitesi’nden Ivo Labbe, Yale Üniversitesi’nden Pieter van Dokkum, Colorado Üniversitesi’nden Erica Nelson, Pittsburgh Üniversitesi’nden Rachel Bezanson, California Üniversitesi ve Stanford Üniversitesi’nden Katherine A. Suess, Gabriel Brammer of Kopenhag Üniversitesi, Massachusetts Üniversitesi ve Kopenhag Üniversitesi’nden Katherine Whitaker ve Universitat de Valencia’dan Mauro Stefanon.