James Webb Uzay Teleskobu’nun JADES programı, erken evren hakkında eşi görülmemiş içgörüler sağlıyor, yüzlerce eski gökadayı keşfediyor ve karmaşık yıldız oluşum modellerini açığa çıkarıyor. Çalışma, erken galaksilerdeki genç, sıcak yıldızların, Yeniden İyonlaşma Çağı sırasında evrenin opaktan şeffafa geçişini potansiyel olarak yönlendirdiğine işaret ediyor. Ayrıca, kırmızıya kaymayı analiz ederek JADES, önceki tahminlere meydan okuyarak ve erken evrenin karmaşıklığını ortaya çıkararak yaklaşık bin aşırı uzak gökada keşfetti.
Webb Ayrıca Uzak, Genç Galaksilerden Oluşan Bir Ömrü Ortaya Çıkarmaya Devam Ediyor
Büyük, ışık toplayan aynası ve kızılötesi hassasiyetiyle NASA’nın 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 bir aylık gözlem süresinden 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 yaşından küçükken var olan yüzlerce gökada ve tekrar tekrar yıldız oluşum patlamaları geçirmiş gökadalar.
Bu kızılötesi görüntü, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu (JWST), JWST Advanced Deep Extragalactic Survey veya JADES programı için alındı. Hubble Uzay Teleskobu ve diğer gözlemevleri tarafından iyi bir şekilde incelenmiş olan GOODS-Güney olarak bilinen gökyüzünün bir bölümünü göstermektedir. Burada 45.000’den fazla galaksi görülebilir. Kredi: NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (Arizona Üniversitesi), Daniel Eisenstein (CfA), Alyssa Pagan (STScI)
Erken Evren, Yıldız Oluşum Patlamalarıyla Çatladı
Astronomideki en temel sorulardan 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 gökadalar kendilerini nasıl bir araya getirdiler? Yıldızları ne kadar hızlı oluşturdular? Neden bazı galaksiler yıldız oluşturmayı bırakıyor?” dedi Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nden JADES programının eş başkanı Marcia Rieke.
Yıldız Fabrikaları
Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Ryan Endsley, 500 yıldır var olan galaksilere ilişkin bir soruşturma yürüttü. Büyük patlamadan 850 milyon yıl sonrasına kadar. Bu, Yeniden İyonlaşma Çağı olarak bilinen çok önemli bir dönemdi. 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, yeniden iyonlaşmanın birincil nedeninin aktif, süper kütleli karadelikler mi yoksa sıcak, genç yıldızlarla dolu galaksiler mi olduğunu tartıştılar.
JADES programının bir parçası olarak Endsley ve meslektaşları, yıldız imzalarını aramak için bu galaksileri incelediler. oluşumu – ve onları bolca buldu. “Bulduğumuz neredeyse her galaksi, son zamanlarda yoğun yıldız oluşumunu gösteren bu alışılmadık derecede güçlü salım çizgisi imzalarını gösteriyor. Endsley, bu erken galaksilerin sıcak, büyük kütleli yıldızlar yaratmada çok başarılı olduğunu söyledi.
GOODS-Güney alanının Webb’in NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) tarafından çekilen bu görüntüsü, gösteriyor referans için pusula okları, ölçek çubuğu ve renk tuşu.
Kuzey ve doğu pusula okları, görüntünün gökyüzündeki yönünü gösterir.Ölçek çubuğu 50 yay saniyesi olarak etiketlenmiştir.
Kredi: NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (Arizona Üniversitesi), Daniel Eisenstein ( CfA), Alyssa Pagan (STScI)
Bu parlak, büyük kütleli yıldızlar, atomları iyonlaştırıp çekirdeklerinden elektronları çıkararak çevreleyen gazı opaktan şeffafa dönüştüren ultraviyole ışık sağanakları 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 çizgileri üretir.
Endsley ve meslektaşları ayrıca, bu genç gökadaların hızlı yıldız oluşum dönemlerinin arasına serpiştirilmiş daha az yıldızın oluştuğu sessiz dönemler geçirdiğine dair kanıtlar buldular. Bu uyumlar ve başlangıçlar, galaksiler yıldızları oluşturmak için gereken gaz halindeki ham madde yığınlarını yakaladığında gerçekleşmiş olabilir. Alternatif olarak, büyük yıldızlar hızla patladıkları için, çevredeki ortama periyodik olarak enerji enjekte ederek gazın yoğunlaşarak yeni yıldızlar oluşturmasını engelliyor olabilirler.
Erken Evren Ortaya Çıktı
JADES programının başka bir unsuru evren 400 milyon yıldan daha küçükken var olan en eski galaksilerin araştırılmasını içerir. 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.
Altın Kırmızıya kaymayı belirleme standardı, bir galaksinin parlaklığını çok sayıda yakın aralıklı 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 uzaklıklarına ilişkin tahminler belirleyebilir.
Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nden Kevin Hainline ve meslektaşları, bunları elde etmek için Webb’in NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) cihazını kullandılar. fotometrik kırmızıya kaymalar olarak adlandırılan ölçümler ve evren 370 milyon ila 650 milyon yıl arasındayken var olan 700’den fazla aday galaksiyi belirledi. Bu galaksilerin sayısı, Webb fırlatılmadan önce yapılan gözlemlerden elde edilen tahminlerin çok ötesindeydi. Gözlemevinin olağanüstü çözünürlüğü ve hassasiyeti, gökbilimcilerin bu uzak gökadaları her zamankinden daha iyi bir şekilde görmelerini sağlıyor.
“Önceden, görebildiğimiz en eski gökadalar 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. Yıldız gruplarının zamanın başlangıcından yalnızca birkaç yüz milyon yıl sonra doğduğunu görebiliriz.”
Rieke, “Erken evrende yıldız oluşumunun düşündüğümüzden çok daha karmaşık olduğunu görüyoruz” diye ekledi.
Bu sonuçlar, Amerikan Astronomi Topluluğu’nun New Mexico, Albuquerque’deki 242. toplantısında bildirilmektedir.
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, ortakları ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve CSA (Kanada Uzay Ajansı) ile NASA tarafından yürütülen uluslararası bir programdır.
.