JWST'nin Erken Evrende Gördüğü Potansiyel 'Denizanası Galaksisi', Kozmik Zaman Çizelgelerini Zorluyor

ABD - Ekhbary Haber Ajansı

JWST'nin Erken Evrende Gördüğü Potansiyel 'Denizanası Galaksisi', Kozmik Zaman Çizelgelerini Zorluyor

Astronom camiasında heyecan ve şaşkınlık dalgalarına neden olan bir keşifle, James Webb Uzay Teleskobu (JWST), Büyük Patlama'dan sadece 5 milyar yıl sonra var olan potansiyel bir 'denizanası galaksisi'nin görüntülerini yakaladı. COSMOS2020-635829 olarak kataloglanan bu galaksi, galaksilerin evrimine ilişkin mevcut modelleri zorlayan ve erken evrendeki kozmik ortamın daha önce düşünülenden daha dinamik ve etkili olduğunu düşündüren bir olgu olan 'basınçla gaz sıyırma' (ram-pressure stripping) fenomenini sergiliyor.

Denizanası galaksileri, adlarını arkalarından uzanan ve bir denizanasının dokunaçlarını andıran çarpıcı gaz ve yıldız akıntılarından alırlar. Bu kozmik uzantılar, bir galaksi, bir galaksi kümesi içindeki yoğun galaksilerarası ortam (ICM) boyunca yüksek hızda hareket ettiğinde oluşur. ICM, galaksiden gazı koparan ve onu uzun, akıcı kuyruklara uzatan güçlü bir rüzgar gibi davranır. Bu basınçla gaz sıyırma olgusu daha olgun kozmik yapılarda iyi anlaşılmış olsa da, böylesine eski bir galakside bulunması önemli bir keşiftir.

The Astrophysical Journal'da yayınlanan "JWST Reveals a Candidate Jellyfish Galaxy at z = 1.156" başlıklı makalede detaylandırılan araştırma, Waterloo Astrofizik Merkezi'nde Banting Doktora Sonrası Araştırmacısı olan Dr. Ian Roberts tarafından yönetildi. Dr. Roberts ve meslektaşları, "COSMOS2020-635829'u z > 1'deki bir (proto)kümede basınçla gaz sıyırma geçiren bir aday denizanası galaksisi olarak rapor ediyoruz" diyerek keşfi bildirdiler. Galaksi, uzak galaksilerin gözlemlenmesi için ideal kılan erişilebilirliği ve engelleyici ön plan nesnelerinin yokluğu nedeniyle seçilen, iyi incelenmiş bir gökyüzü bölgesi olan COSMOS alanında tespit edildi.

Şaşkınlığın kaynağı galaksinin yaşıdır. Büyük Patlama'dan yalnızca 5 milyar yıl sonra (z=1.156 kırmızıya kayma değeriyle uyumlu olarak) var olan bu galaksi, bu tür karmaşık galaktik etkileşimler için beklenen zaman çizelgesinden öncedir. Bilim insanları, basınçla gaz sıyırmanın, büyük, olgun galaksi kümelerinde bulunan daha gelişmiş, yoğun ortamları gerektirdiğini varsayıyorlardı. Daha erken bir kozmik çağda bu olgunun gözlemlenmesi, galaksileri şekillendiren ve gazı sıyıran koşulların beklenenden çok daha önce mevcut olduğunu göstermektedir.

JWST'den alınan yüksek çözünürlüklü görüntüler, COSMOS2020-635829'un simetrik bir yıldız diskine sahip olduğunu ortaya koyuyor, ancak daha da önemlisi, güneye doğru uzanan yıldız oluşturan düğümlerden oluşan belirgin bir kuyruğu da gösteriyor. Gemini Teleskobu'nun çoklu nesne spektrografını kullanarak, araştırmacılar bu düğümlerin sıyrılmış gaz kuyruğuna gömülü olduğunu doğruladılar. Araştırmacılar, "Eğer doğrulanırsa, bu, basınçla sıyrılmış iyonize gaz kuyruğunun en yüksek kırmızıya kayma değerine sahip keşfi olacaktır" diyerek, bu kadar erken bir kozmik zamanda böyle bir özelliğin bulunmasının önemini vurguladılar.

Kuyruğun analizi, 100 milyon yıldan daha genç, yaklaşık 10^8 güneş kütlesi civarında yıldız kütlesine ve yıllık 0.1-1 güneş kütlesi arasında yıldız oluşum oranlarına sahip son derece genç yıldız popülasyonlarını ortaya çıkardı. Sıyırılmış gaz içinde oluşan bu genç yıldızlar, gaz dağıldıktan sonra potansiyel olarak bağımsız yıldız sistemleri olarak hayatta kalacak kadar büyüktürler ve hatta belki de ultra-difüz galaksilere evrilebilirler. Bu sıyrılmış yapılar içindeki yıldız oluşum oranları, yapıların boyutlarının Milki Way'in bir kısmı olmasına rağmen, tüm Milki Way'inkine yaklaşacak kadar dikkat çekici derecede yüksektir. Bu, basınçla sıyırmanın sadece gazı koparmakla kalmayıp, aynı zamanda onu sıkıştırıp yoğun yıldız oluşumu patlamalarını tetikleyebileceğini göstermektedir.

Bu keşif, erken evrene dair anlayışımızda önemli bir güncelleme gerektiriyor. Dr. Roberts, "Birincisi, küme ortamlarının galaksileri sıyırmak için yeterince sert olduğudur ve ikincisi, galaksi kümelerinin galaksi özelliklerini beklenenden daha erken önemli ölçüde değiştirebileceğidir" dedi. Daha geniş çıkarımları şöyle açıkladı: "Bir diğeri de, listelenen tüm zorlukların, bugün galaksi kümelerinde gördüğümüz büyük ölü galaksi popülasyonunun oluşumunda rol oynamış olabileceğidir. Bu veriler bize, erken evrende galaksilerin nasıl dönüştüğüne dair nadir bilgiler sağlıyor."

Evrenin tarihindeki bu kadar erken bir dönemde bu ölçekte 'sönme' (quenching), yani galaksilerde yıldız oluşumunun durması olgusu, diğer kozmik bulmacalara da ışık tutabilir. Örneğin, astronomlar 'kırmızı topaklar' (red nuggets) olarak adlandırılan galaksiler gözlemlemişlerdir – bunlar son derece hızlı bir şekilde büyük miktarda yıldız oluşturan ve ardından evren sadece 1-2 milyar yaşındayken (z ~ 2-4 kırmızıya kayma değerlerinde) yıldız oluşumunu durduran galaksilerdir. Bu yeni keşif, basınçla gaz sıyırmanın bu tür hızlı sönmelerden sorumlu anahtar bir mekanizma olabileceğini öne sürüyor.

COSMOS2020-635829 şu anda aday bir denizanası galaksisi olarak sınıflandırılsa da, potansiyel onayı büyük önem taşımaktadır. Araştırmacılar, "z > 1'deki RPS için doğrudan kanıtların azlığı göz önüne alındığında, COSMOS2020-635829, bu erken dönemlerde çevresel sönmenin daha geniş anlaşılmasına önemli bir yeni katkı sunmaktadır" diye yazdılar. Uzak geçmişe nüfuz etme konusundaki eşsiz yeteneğiyle JWST, özellikle erken evreni inceleme misyonunda astrofiziği devrimleştirmede kilit rol oynamaya devam ediyor.

COSMOS2020-635829'un ve basınçla sıyrılmış kuyruğunun doğasını kesin olarak doğrulamak için daha fazla çok dalga boylu gözlem planlanmaktadır. Araştırmacılar, "COSMOS2020-635829 şimdi bu açıdan önemli bir laboratuvar haline gelmiştir ve gelecekteki çabalar, bu çalışmada sunulan aday basınçla sıyrılmış kuyruğun çok dalga boylu gözlemleriyle bu galaksinin doğasını doğrulamaya adanacaktır" diyerek sözlerini tamamladılar. Bu devam eden çalışma, evrenin ilk anlarından gözlemlediğimiz karmaşık kozmosa nasıl evrildiğine dair anlayışımızı derinleştireceğe benziyor.

Ekhbary Haber Ajansı