JWST az önce evrenin çok erken döneminden iki alışılmadık derecede parlak gökada tespit etti

James Webb Uzay Teleskobu'nu kullanan araştırmacılar, Büyük Patlama'dan sadece 300 ila 400 milyon yıl sonrasına ait son derece eski iki gökada buldular. Bu galaksiler beklenenden çok daha parlak, bu da astronomların evren gençken galaksilerin nasıl oluştuğu hakkında bildiklerini sorgulamasına neden oluyor.

JWST'nin programlarından birinin (GLASS-JWST) baş araştırmacısı Tommaso Treu bir basın toplantısında, "Bir şekilde, evren düşündüğümüzden daha hızlı ve erken galaksiler oluşturmayı başardı" dedi.

GLASS-z12 adı verilen en uzak galaksinin Büyük Patlama'dan 350 milyon yıl sonrasına ait olduğu düşünülüyor. Galaksiler iki JWST programında tanımlandı: GLASS-JWST Early Release Science Program (Grism Lens-Amplified Survey from Space) ve Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS). Bu araştırmalardan elde edilen veriler, yüksek kırmızıya kaymaya sahip galaksileri belirledi; bu, onlardan gelen ışığın, evrenin genişlemesi nedeniyle spektrumun kırmızı ucuna kaydığı anlamına geliyor. Kırmızıya kayma ne kadar büyükse, ışık bize ulaşmadan önce o kadar uzağa gitmiştir, dolayısıyla galaksi o kadar eskidir.

Araştırmacılar, en eski galaksileri belirlemek için JWST tarafından çekilen görüntülere bakarak ve ilgilendikleri galaksileri renklerine göre seçerek başlıyor. Görünür ışık dalga boyunda görünmeyen ancak JWST'nin kızılötesi aralığında görünen galaksileri ararlar. Bu, bir galaksinin ışığının görünür ışık aralığının dışına çıktığı ve potansiyel olarak çok erken bir galaksi haline geldiği anlamına gelir.

Buradaki zorluk, bir galaksinin görünür ışık görüntülerinde görünmemesinin başka sebeplerinin de olmasıdır. Örneğin, optik ışık toz tarafından engellenebilir veya bir galaksi alışılmadık derecede kırmızı olabilir. Belirli bir galaksinin gerçekten çok eski olduğunu doğrulamak için spektroskopi şeklinde daha fazla veriye ihtiyacımız var.

CEERS eş araştırmacısı Jeyhan Kartaltepe, "Farklı elementlerden gelen emisyon çizgilerini gördüğümüzde, kaynağın bir spektrumunu elde etmek, bize tam olarak neye baktığımızı anlatıyor," dedi. "Demek yönelmemiz gereken altın standart bu."

Yakın zamanda duyurulan iki gökada henüz spektroskopik ölçümlerle doğrulanmadı, ancak en uzak gökadanın ALMA, Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi verileriyle geçici olarak doğrulandı. Galaksi Dışı Araştırma galaksi araştırmaları için Birinci Yeniden İyonlaşma Dönemi Spektroskopik Tam ve Kamuya Açık Görüntüleme'nin ortak araştırmacısı Garth Illingworth, bulgularından emin olduklarını söyledi: "Daha eski galaksilerin bile birçok ön duyurusu yapıldı ve biz hala deniyoruz. Bunlardan hangisinin gerçek olabileceğini bir topluluk olarak çözmek için, ”dedi Illingworth. "Bu ikisi hakkında kendimize çok güveniyoruz, ancak diğerleri hakkında daha az güven duyuyoruz."

Kalibrasyonlar iyileştirildikçe, araştırmacılar arasında JWST'den alınan erken verilerin doğruluğu hakkında bazı ileri geri tartışmalar oldu. Çok erken sonuçların bazıları, 13'e kadar kırmızıya kayma olan galaksileri duyurdu, ancak bu sayı şimdi daha doğru kalibrasyonlarla 12,5'e düşürüldü. Bunun nedeni, en eski verilerin yerde yapılan kalibrasyonlara dayanması, daha yeni verilerin ise Ekim ayında teleskop uzaydayken yapılan kalibrasyonları yansıtmasıydı. JWST'nin enstrümanlarını kalibre etmek uzun bir süreçtir ve zaman geçtikçe okumalar daha doğru olacaktır.

Bulguları doğrulamanın yanı sıra, bu hedefler hakkında spektroskopi verilerinin toplanması, erken galaksilerin içeriğine daha derinlemesine bir bakış sağlayacaktır. GLASS-JWST ortak araştırmacısı Alaina Henry, "Bir prizma kullanmak gibi ve galaksinin tayfında farklı renklere sahip farklı atomik elementlerin parmak izlerini görebiliyoruz" dedi. "Böylece galaksilerin içerikleri, yıldız oluşturma hızları ve gazın hareketleri hakkında çok daha detaylı bilgi alıyoruz."

Şimdilik, bu erken galaksilerin aşırı parlaklığı gökbilimcilerin en eski yıldızlar hakkındaki varsayımlarını yeniden düşünmelerine neden oluyor. Çok parlak olan galaksiler genellikle çok kütleli olsa da, bu ilk parlak galaksiler o kadar büyük olmayabilir – sadece Nüfus III yıldızlarıyla dolular. Nüfus III yıldızları hala varsayımsaldır, ancak buradaki fikir, bugün gördüğümüz yıldızlardan farklı bileşimlere sahip olan en eski yıldızlar arasında olduklarıdır. Illingworth, "Bu, yıldızların doğası ve nasıl oluştukları ve çok erken zamanlarda oluşan yıldızların türleri hakkında bütün bir soruyu gündeme getiriyor" dedi.