James Webb Uzay Teleskobu’nun temel bilimsel hedeflerinden biri, ilk galaksilerin oluşturulduğu dönemi gözlemlemek, oluşumlarının, evrimlerinin ve bileşimlerinin ayrıntılarını anlamaktır.
Her geçen zaman diliminde, teleskop, şimdiye kadar görülen en uzak galaksi rekorunu kırmaya devam ediyor gibi görünüyor. Astronomlar sonunda JWST’den yeterince veri toplamaya başladıklarından, bilim makaleleri yavaşça gelmeye başlıyor ve erken Evren’in daha derin bir anlayışını oluşturmak için yeterli veriyi toplamaya başlıyorlar.
Nature Astronomy’de yayınlanan yeni bir çalışmada, Danimarka’daki bir araştırma ekibi, JWST ile çok eski, muhtemelen hala oluşma sürecinde olan bazı en erken galaksileri gözlemlediklerine inanıyor.
Bu galaksiler o kadar eski ki, muhtemelen hala oluşma sürecindedirler.
Galaksi Oranları Bir bilinen standart, galaksilerin ve ağır elementlerinin arasındaki oranın son 12 milyar yıl boyunca, yani Evren’in yaklaşık 5/6’sı kadar süren yerel Evren boyunca sabit kaldığıdır.
Ancak JWST ile astronomlar şimdi en genç galaksilerin farklı göründüğünü görüyorlar.
Bu galaksiler aynı yıldız-oranı ağır elementlere sahip değiller çünkü henüz yıldız oluşumu ve yıldız ölümleri döngülerini geçirmemişlerdir, gaz bulutlarını metallerden, yani hidrojen ve helyumdan daha ağır elementlerden zenginleştirmemişlerdir.
Toplam yıldız kütlesi oranı Bu grafik, gözlemlenen galaksileri bir “element-yıldız kütlesi diyagramı” içinde gösterir: Bir galaksi ne kadar sağa giderse, o kadar büyük ve ne kadar fazla ağır element içerir. Gri simgeler mevcut Evren’deki galaksileri temsil ederken, kırmızılar erken galaksilerin yeni gözlemlerini gösterir. Bunlar açıkça daha az ağır element içerir, ancak teorik tahminlerle kabaca uyuşur, mavi şeritle gösterilen teorik tahminlere. Bu çalışma için astronomlar, şimdiye kadar gözlemlenen en eski galaksilerden bazılarına baktılar. Gözlemleri, bu galaksilerdeki kimyasal bollukların daha sonradan oluşan galaksilerde görülenin dörtte biri olduğunu ortaya koydu.
Astronomlar, “bu bulgular, bu dönemdeki galaksilerin hala aralarındaki galaksilerle bağlantılı olduğunu ve metal bolluklarını etkili bir şekilde sulandıran temiz gazın sürekli düşmesine tabi olduklarını önermektedir” şeklinde yazdılar.
İlk gaz yıldızları ve galaksileri oluşturduğunda, yerçekimi ilk gazın pıhtılarını bir araya getirdi.
Çalışmanın lideri ve Kopenhag, Danimarka’daki Niels Bohr Enstitüsü ve DTU Uzayı’ndaki Cosmic Dawn Center’ın yardımcı profesörü olan Kasper Elm Heintz, “Bu ilk galaksilerin ışığını 16 tanesini analiz ettiğimizde, bu galaksilerin yıldız kütlesinden ve ürettikleri yeni yıldız miktarından beklediğinizin aksine oldukça az ağır elemente sahip olduğunu gördük” dedi.
Astronomlar, bu sonuçların, galaksilerin evriminin çoğu Evren tarihinde bir denge biçiminde geliştiği mevcut modelle keskin bir tezat oluşturduğunu söylüyorlar, yani kaç yıldızın oluştuğu ile kaç ağır elementin oluştuğu arasında bir ilişki bulunmaktadır.
Galaksi Oluşumu Galaksi oluşumunun bir resmi: Uzay aralarındaki difüz gaz merkeze doğru düşer, yıldız oluşumunu tetikler ve galaksinin dönen diskinin bir parçası olur. Yıldızlar öldüğünde, gazlarını galaksiye (ve uzay aralarına) geri verirler, artık ağır elementlerle zengindirler. (Tumlinson et al., 2017). Ancak araştırmacılar, bu sonucun tamamen şaşırtıcı olmadığını söylüyorlar. Galaksi oluşumu teorik modelleri tam da bunu öngördü. Ve şimdi gözlemlendi.
Araştırmacılar, “Bu sonuç, galaksilerin evriminin çoğu Evren tarihinde bir denge biçiminde geliştiği mevcut modelle keskin bir tezat oluşturduğunu söylüyorlar, yani kaç yıldızın oluştuğu ile kaç ağır elementin oluştuğu arasında bir ilişki bulunmaktadır” dedi Elm Heintz.
“Ancak bu, James Webb gözlemleri konusundaki ilk sonuçlardan biri, bu nedenle şu anda yapılan daha büyük, daha kapsamlı gözlemlerin bize neler söyleyebileceğini görmeyi hala bekliyoruz.”
Araştırmacılar, JWST’nin daha fazla veri sağlayacağını söylüyorlar ve yakın gelecekte galaksilerin ve ilk yapıların Büyük Patlama’dan sonraki ilk milyar yıllık oluşumlarını nasıl daha net bir şekilde anlayacaklarına dair çok daha net bir anlayışa sahip olmaları gerektiğini belirtiyorlar.
