James Webb Uzay Teleskobu, Maes galaksisinin ne kadar uzakta olduğunu doğruladı
Fotoğraflarda pek öyle görünmese de, sadece parlayan turuncu bir ışık damlası gibi görünen Macy’s galaksisi, uzay söz konusu olduğunda görünüşlerin aldatıcı olabileceğini gösteriyor.
2022 yazında güçlü James Webb Uzay Teleskobu tarafından yakalanan ilk nesnelerden biri olan bu basit nokta, astronomi için eski olduğu kadar eski bir çağın şafağına işaret ediyor.
Şimdi, bilim adamları, Macy’s galaksisini gördüğümüz noktadan evrenin tam yaşını resmen doğruladılar ve bu dünyanın gerçekten de şimdiye kadar keşfedilen en eski kürelerden biri olduğu sonucuna vardılar. Ekibin gözlemleri, Maisie galaksisinin 13,8 milyar yaşındaki evren yaklaşık 390 milyon yaşındayken var olduğunu gösterdi ki bu bizim kozmik genişliğimiz için inanılmaz derecede genç.
Bu, onu insan gözünün gördüğü en eski dört gökadadan biri yapar.
Austin’deki Teksas Üniversitesi’nden astronom ve çalışmanın baş araştırmacısı Stephen Finkelstein, “Bu galaksi, evrende JWST olmadan gerçekten göremediğimiz kadar erken var oldu” dedi. Kozmik Evrimin İlk Yayınlarının Bilimsel Araştırması (CEERS), Space.com için. “Burası, JWST kullanarak galaksileri aramaya başlayana kadar galaksilerin nasıl oluştuğunu veya neye benzediklerini gerçekten bilmediğimiz keşfedilmemiş bir sınırdı. Geçen yaz ilk veriler geldiğinde, Macy’s Galaksisi tanımlanan ilk galaksilerden biriydi. erken zamanlarda.” .
Ve önemli galaksi özel bir adı hak ediyor.
İlgili: Büyük Patlama’dan hemen sonra süper kütleli kara delikler nasıl bu kadar hızlı büyüdü?
Dokuzuncu doğum gününde ne aldın? Missy seni yendi
CEERS 1019, CEERS 2782 ve CEERS 746 gibi biraz kuru ve resmi isimlere sahip JWST tarafından tespit edilen diğer gökadalarla birlikte, Maisie Gökadası açıkça biraz öne çıkıyor.
Erken galaksi aslında adını Finkelstein’ın bu yıl 10 yaşına giren kızından alıyor. Bu, küçük Maisie’nin, hepsi kendilerinden sonra galaksi isimlerine sahip olan İsviçreli astronom Fritz Zwicky, Fransız astronom Edouard Jean-Marie Stephan ve Amerikalı astronom Carl Kennan-Sv gibi yıldızların listesine katıldığı anlamına geliyor. Maisie’nin aksine, bu etkili bilginlerin hiçbiri dokuz yaşındaki hassas bir yaşta böylesine hayırlı bir başarı elde etmeyi başaramadı.
“Kızımın 9. doğum günündeki JWST verilerinde galaksiyi bulduk. Kızımın adı Maisie ve benden bir galaksiye onun adını vermemi istiyordu ve ben de ona bunu yapmamıza izin verilmediğini söyledim. Doğum gününde ona galaksi demeye başladım.” Maisie,” diye açıkladı Finkelstein. “Makaleyi yazma zamanı geldiğinde ve galaksiye ne ad vereceğimizi tartışırken, çünkü zaten adlandırıyorduk, insanlar oraya ‘Maisie Galaksisi’ koymamızı ve ne olduğunu görmemizi önerdiler. Bunu başarmayı ve yayınlamayı başardık. bu isim altında.”
Ve babasına göre, Maisie böylesine önemli bir galaksiyle aynı adı paylaşmaktan daha mutlu olamazdı.
Ancak Finkelstein’ın kızının yaşını yanlış anlaması pek olası olmasa da, erken evrendeki galaksilerin kızının yaşını belirlemesi biraz daha zordur. Bu, JWST’nin çok özel Maisie galaksisini gördüğü sırada evrenin yaşının doğrulanmasının bazı dikkatli araştırmalardan geçtiği anlamına gelir.
Kırmızıyı Görmek: Gökbilimciler Macy’s Galaksisinin Yaşını Nasıl Onayladı?
Bir galaksinin ne kadar uzakta olduğunu, ışığının bize ne kadar süre iletildiğini ve dolayısıyla bizim onu gördüğümüz sırada evrenin hangi dönemde olduğunu belirlemek için astronomlar “kırmızıya kayma” adı verilen bir ölçü kullanırlar.
Farklı ışık dalga boyları, farklı renklere karşılık gelir; Görünür spektrumda, uzun dalga boylu, düşük frekanslı ışık kırmızı, kısa dalga boylu, yüksek frekanslı ışık ise mavidir.
Işık, eski bir galaksi gibi uzak bir kaynaktan evreni aşıp bize geldiğinde, evrenin genişlemesi o kaynağın aynı zamanda bizden uzaklaşmasına neden olur. Bu da kaynağın yaydığı ışığın dalga boylarının uzamasına, enerji kaybetmelerine ve frekansın değişmesine neden olur. Diğer bir deyişle, mavi, yüksek frekanslı, kısa dalga boylu ışık, kırmızımsı, düşük frekanslı, uzun dalga boylu ışığa dönüşür.
Gökbilimciler bu değişikliği “kırmızıya kayma” olarak adlandırırlar çünkü ışık esasen elektromanyetik spektrumun kırmızı ucuna doğru “kaymıştır”. Sonunda, bu ışık kızılötesi suya nüfuz edebilir. Kızılötesi ışık insan gözüyle görülemez.
Kozmik ışık ne kadar uzun yol kat ederse, kırmızıya kayma o kadar yoğun olur. Macy’s galaksisi gibi erken galaksiler söz konusu olduğunda, ışık JWST’nin aynalarına çarpmadan önce yaklaşık 10 milyar yıldır yol alıyordu. Sonuç olarak, elektromanyetik spektrumun görünür bölgesinin bir parçası olarak Macy’s Galaksisinden çıkmış olabilecek ışık, uzay gözlemevine ulaşmadan önce kızılötesi bölgeye yönlendirildi.
Ancak JWST’nin erken evrende bir şeyler aramak için bu kadar harika bir araç olmasının nedeni tam da budur.
2021 Noel Günü’nde fırlatılan güçlü uzay teleskobu, uzun dalga kızılötesi ışığı görmekte ustadır. Gerçekten de Finkelstein, Maisie galaksisinin keşfinin JWST döneminden önce mümkün olmayacağı konusunda netti.
“JWST’den önce gerçekten göremedik,” diye açıkladı. “Hubble Uzay Teleskobu yeterince büyük değildi ve daha da önemlisi, bu kadar uzak, yüksek oranda kırmızıya kaymış bir galaksiyi görmek için ‘yeterince kırmızı’ dalga boylarını kapsıyordu.”
Macy’s galaksisinin kırmızıya kayması ve dolayısıyla yaşıyla ilgili ilk tahminler, az sayıda geniş frekanslı filtre kullanırken görüntülerdeki parlaklığı analiz ederek çalışan fotometriye dayanıyordu. Bu hesaplamalar, galaksinin 11.8’lik bir kırmızıya kayması olduğunu gösteriyor. Ancak Finkelstein ve CEERS ekibi daha doğru bir yaş tahmini istiyordu.
Bunu yapmak için, JWST’nin Yakın Kızılötesi Spektrometresini (NIRSpec) kullanarak takip gözlemleri yaptılar. Bu, Finkelstein ve meslektaşlarının, belirli dalga boylarında kimyasal elementlerin absorpsiyon ve emisyon süreçleri tarafından dikte edilen ışık verilerinde oluşturulan spektral çizgilere bakmalarını sağladı. Buradan, gerçek Macy’s galaksisinin kırmızıya kaymasını belirleyebilirler. 11.4 görünüyor.
Bu, Macy’s galaksisinin evrende teknik olarak başlangıçta tahmin edilenden on milyonlarca yıl kat daha yakın bir zamanda görüldüğü anlamına gelir. Ancak, hala çok modası geçmiş olarak kabul edilir. JWST, Büyük Patlama’dan sadece 390 milyon yıl sonra galaksiyi ele geçirdi.
Macy’s galaksisi görüldüğünde evren nasıldı?
Finkelstein, Macy’s Galaksisinin Samanyolu dahil günümüz evrendeki galaksilerden çok daha küçük olduğu için ayırt edilebileceğini açıkladı. Bu boyut, kozmik tarihin o döneminde evrenin içinde bulunduğu yoğun durumdan kaynaklanmaktadır.
Finkelstein, “Macy’s galaksisi görüldüğünde evren çok enerjikti çünkü bugünkünden çok daha küçüktü. Yani her şey çok daha küçük bir boyuta sıkıştırıldı” dedi. Ayrıca, o zamanlar galaksiler birbirine çok daha yakındı ve sık sık birleşiyorlardı.Ve o zamanlar evren sadece yaklaşık 400 milyon yaşında olduğu için, temelde etrafımızdaki tüm yıldızlar gençti, yani o zamanlar daha parlak, daha mavi yıldızlar vardı. Bugün onu galaksilerde görüyoruz.”
Macy’s Galaksisi, gözlemlediğimiz noktada hızla genç mavi yıldızlar üretiyor gibi görünmesiyle de çoğu “modern” galaksiden ayrılır. Gökbilimcilerin “yıldız patlaması” olarak adlandırdıkları, galaksinin varlığının bir döneminde çekildi.
Genç yıldızları parlak ve mavi olduğundan, (biraz paradoksal olarak) bu oldukça kırmızıya kaymış galaksinin aslında astronomların beklediğinden daha mavi olduğu anlamına gelir.
Finkelstein, “Bugün etrafımızda küçük gökadalar var, ancak Macy gökadası çok daha büyük bir oranda yıldız oluşturuyor. Çok daha kompakt,” dedi. “Gerçekten sıkıştırılmış mavi bir yıldız topu gibi.”
Bu mavi renk aynı zamanda Macy’s Galaksisinin ağır elementlerinin düşük olduğunu ve çoğunlukla hidrojen ve helyumdan oluşan ilkel bir bileşime sahip olduğunu söyler. Macy’nin galaksisi, gökbilimcilerin erken bir galaksi için beklediklerinden çok daha parlaktır; bu, JWST ile gözlemlenen diğer erken galaksilerde de bulunan bir özelliktir.
Finkelstein, “Macy Galaksisi bize, erken galaksilerin beklediğimizden biraz daha parlak olduğu ve bulunmalarını kolaylaştırdığına dair ilk ipucumuzu verdi” dedi. “Yıldızların erken evrende nasıl oluştuğuna dair fikrimizin biraz gözden geçirilmesi gerekebilir. Galaksilerin düşündüğümüzden daha verimli bir şekilde yıldız oluşturması mümkündür. Yıldızları daha yüksek bir hızda döndürerek galaksileri daha parlak ve parlak hale getiriyor olabilirler. görmek daha kolay.”
Finkelstein şimdi JWST’nin Orta Kızılötesi Enstrümanı (MIRI) ile Maes gökadasını incelemeye devam edecek, ağır elementler açısından ne kadar zengin olduğunu keşfetmek ve yıldızlararası toz zerreciklerine ev sahipliği yapıp yapmadığını anlamak amacıyla dünyanın ışık spektrumunun derinliklerine inecek.
“Macy’s galaksisi bize kesinlikle erken evrende bir galaksinin neye benzediğine dair iyi bir örnek veriyor ve çok parlak olduğu için onu kolayca inceleyebiliyoruz ve onun hakkında yıldız kütlesi, şekli gibi pek çok şeyi ölçebiliyoruz. ve içindeki ağır elementlerin miktarı,” diye bitirdi Finkelstein. “Nihayetinde, erken evren hakkında bilgi edinmek için kullanabileceğimiz birçok galaksiden sadece biri.”
Bu çalışma hakkında bir makale Nature dergisinde 14 Ağustos’ta yayınlandı.
“Web hayranı. Tipik düşünür. İçine kapanık. Amatör iletişimci. Pop kültürü meraklısı.”