NASA Teleskopları Erken Evrende Şaşırtıcı Derecede Olgunlaşmış Kümeyi Tespit Ediyor

Yeni bir keşif, evrendeki en büyük yapılar arasında yer alan bir galaksi kümesinin, büyük patlamadan yalnızca bir milyar yıl sonra, önceden düşünülenden bir veya iki milyar yıl önce toplanmaya başladığı kozmik anı yakalıyor. NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve James Webb Uzay Teleskobu kullanılarak elde edilen bu sonuç, gökbilimcilerin evrendeki en büyük yapıların ne zaman ve nasıl oluştuğunu yeniden düşünmelerine yol açacak. Bulgular Nature dergisinde (Çarşamba) yayınlanan bir makalede açıklanmıştır.

“JWST Gelişmiş Derin Galaksi Dışı Araştırması”ndaki (JADES) konumu nedeniyle JADES-ID1 olarak bilinen nesne, Güneş'in yaklaşık 20 trilyon katı bir kütleye sahip. Gökbilimciler JADES-ID1'i bir "protoküme" olarak sınıflandırıyorlar çünkü şu anda erken ve şiddetli bir oluşum aşamasından geçiyor ve bir gün bir gökada kümesine dönüşecek. Ancak JADES-ID1, gökbilimcilerin bu tür sistemler için beklediğinden çok daha büyük bir mesafede (evrendeki çok daha erken bir zamana karşılık geliyor) bulunuyor ve bu da onun nasıl bu kadar hızlı oluşabildiğine dair yeni bir gizem sağlıyor.

Astrofizik Merkezi'nden Akos Bogdan, "Bu şimdiye kadar görülen en uzaktaki onaylanmış protocluster olabilir" dedi. Araştırmayı yöneten Harvard ve Smithsonian (CfA). "JADES-ID1 bize evrenin büyümek için büyük bir acele içinde olduğuna dair yeni kanıtlar sunuyor."

Galaksi kümeleri, büyük miktarlarda görünmeyen karanlık maddenin yanı sıra, devasa aşırı ısınmış gaz havuzlarına dalmış yüzlerce hatta binlerce bireysel galaksiyi içerir. Gökbilimciler, diğer önemli kozmik çalışmaların yanı sıra evrenin genişlemesini ve karanlık enerji ile karanlık maddenin rollerini ölçmek için galaksi kümelerini kullanıyor.

Yine CfA'dan ortak yazar Gerrit Schellenberger, "Galaksi kümelerinin ne zaman ve nasıl büyüdüğünü gerçekten görmek çok önemli" dedi. "Bu, bitmiş ürüne bakarak bir arabanın nasıl çalıştığını anlamaya çalışmak yerine, bir montaj hattının araba yapmasını izlemeye benziyor."

Chandra ve Webb verileri, JADES-ID1'in bir protocluster'ın varlığını doğrulayan iki özelliği içerdiğini ortaya koyuyor: yerçekimi tarafından bir arada tutulan çok sayıda galaksi (Webb en az 66 potansiyel üye görüyor) ve aynı zamanda devasa bir sıcak gaz bulutunun içinde duruyor (Chandra tarafından tespit edildi). Bir galaksi kümesi oluşurken, gaz içeriye doğru düşer ve şok dalgaları tarafından ısıtılır, milyonlarca dereceye ulaşan sıcaklıklara ulaşır ve X-ışınlarında parlar.

JADES-ID1'i istisnai kılan şey, onun kozmik tarihte ortaya çıktığı oldukça erken dönemdir. Evrenin çoğu modeli, bu boyuttaki bir protocluster'ın büyük patlamadan yalnızca bir milyar yıl sonra oluşması için muhtemelen yeterli zamanın ve yeterince büyük galaksi yoğunluğunun olmayacağını öngörüyor. X-ışını emisyonuna sahip bir önküme için önceki rekorun sahibi, çok daha sonra, büyük patlamadan yaklaşık üç milyar yıl sonra görüldü.

Birleşik Krallık'taki Manchester Üniversitesi'nden ortak yazar Qiong Li, "Bunun gibi bir önkümeyi büyük patlamadan sadece bir milyar yıl sonra değil, iki veya üç milyar yıl sonra bulacağımızı düşündük" dedi. "Daha önce gökbilimciler, büyük patlamadan kısa bir süre sonra şaşırtıcı derecede büyük galaksiler ve kara delikler bulmuştu; şimdi ise galaksi kümelerinin de hızla büyüyebildiğini görüyoruz."

Milyarlarca yıl sonra JADES-ID1'in bir protokümeden Dünya'ya çok daha yakın gördüklerimiz gibi devasa bir galaksi kümesine dönüşmesi gerekiyor.

JADES-ID1'i bulmak için gökbilimciler hem Chandra hem de Webb'in derin gözlemlerini birleştirdi. Tasarım gereği, JADES alanı şimdiye kadar yapılmış en derin X-ışını gözleminin yapıldığı Güney Chandra Derin Alanı ile örtüşmektedir. Dolayısıyla bu alan, tüm gökyüzünde böyle bir keşfin yapılabileceği az sayıdaki alandan biridir. Daha önceki bir çalışmada, Li ve Conselice liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, JADES alanında beş proto-küme adayı daha buldu, ancak yalnızca JADES-ID1'de sıcak gaza gömülü galaksiler bulunuyor. Yalnızca JADES-ID1, sıcak gazdan beklenen bir X-ışını sinyali için yeterli kütleye sahiptir.

Yine Manchester Üniversitesi'nden ortak yazar Christopher Conselice, "Buna benzer keşifler, Chandra ve Webb gibi iki güçlü teleskopun gözlem yeteneklerinin sınırında gökyüzünün aynı bölgesine baktığında yapılıyor" dedi. "Şu an bizim için zorluk, bu protokümenin nasıl bu kadar hızlı oluşabildiğini anlamak."

NASA'nın Huntsville, Alabama'daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nin Chandra X-ışını Merkezi, Cambridge, Massachusetts'teki bilim operasyonlarını ve Burlington, Massachusetts'teki uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.

Chandra hakkında daha fazla bilgi edinmek için şu adresi ziyaret edin:

https://science.nasa.gov/chandra

NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi'nden daha fazlasını okuyun

Chandra X-ışını Gözlemevi ve misyonu hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:

https://www.nasa.gov/chandra

https://chandra.si.edu

Bu kompozit görüntü şimdiye kadar bulunmuş olabilecek en uzak protokümeyi içeriyor; çok sayıda genç galaksinin yerçekimi ve sıcak gaz tarafından bir arada tutulduğu bir uzay bölgesi. Görüntü, bir kez ek açıklamalarla ve bir kez ek açıklamalar olmadan olmak üzere iki kez sunulur.

Görüntü, uzayın karanlığına karşı beyaz ve altın tonlarında çok sayıda parlak nokta ve ışık zerreleri içeriyor. Bileşik görselin bu katmanı, James Webb Uzay Teleskobu tarafından yürütülen bir derin kızılötesi görüntüleme projesinden alınmıştır. Benekler, fark edilebilir sarmal kollara sahip nispeten büyük oval gökadalardan ve parıldayan kırınım sivri uçlarına sahip parlayan toplardan, uzaktaki ışığın küçük noktalarına kadar değişmektedir. Bu noktalardan birçoğu, uzaktaki protocluster'ın bir parçası olduklarından, açıklamalı görüntüde daire içine alınmıştır.

Bu görüntünün merkezinde neon mavisi bir bulut yer alıyor. Bu bulut, şimdiye kadar gerçekleştirilen en derin X-ışını gözleminde Chandra tarafından keşfedilen sıcak X-ışını gazını temsil ediyor. Açıklamalı görüntüde mavi bulutu çevreleyen ince beyaz bir kare var. Bu Chandra'nın gözlem alanını temsil ediyor. Bu kutunun içinde yer alan uzaktaki protocluster'dan gelen X-ışınları kompozit görüntüye dahil edilmiştir.

JADES-1 olarak adlandırılan protoküme yaklaşık 20 trilyon güneş kütlesine sahip. Dünya'dan yaklaşık 12,7 milyar ışıkyılı uzaklıkta veya büyük patlamadan sadece bir milyar yıl sonra bulunuyor. Evrenin erken dönemlerinde bu büyüklükte bir protokümenin keşfi, bilim adamlarının galaksi kümelerinin evrende ilk kez nasıl ortaya çıktığına dair fikirlerini yeniden incelemelerine yol açacak.

Megan Watzke
Chandra Röntgen Merkezi
Cambridge, Mass.
617-496-7998
[email protected]

Joel Wallace
Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Huntsville, Alabama
256-544-0034
[email protected]