Erken Evrendeki Gizemli Parıltının Esrarengiz Kaynağı Ortaya Çıktı

James Webb Uzay Teleskobu, erken evrenin gizemli Lyman-alfa emisyonlarının yoğun galaktik birleşmeler ve yıldız oluşumundan kaynaklandığını ortaya koydu.

Işığı engelleyen hidrojenin yaygınlığı nedeniyle karanlığın hüküm sürdüğü erken evrenin karanlık derinliklerinde çığır açan bir keşif ortaya çıktı. Reiyonizasyon Çağı (EoR) sırasında ilk yıldızların ortaya çıkmasıyla evrenin aydınlandığı dönemden önce, tuhaf ve gizemli bir ışık şekli kozmik kasveti delip geçmiştir: Lyman-alfa emisyonları.

Erken evrene hakim olan opak gaza rağmen astronomlar Reiyonizasyon Çağı sırasında kozmik ışıklar açılmadan önce Lyman-alfa çizgilerinin izlerini tespit ettiler. Bu esrarengiz ışığın kökenleri uzun zamandır kafa karıştıran bir soru oldu.

UV aralığında meydana gelen Lyman-alfa emisyonları, belirli enerji durumlarına elektron geçişi yapan hidrojen atomlarından kaynaklanıyor. Bu emisyonlar araştırmacıların Lyman-alfa ormanı olarak adlandırdıkları bölgede Lyman-alfa spektral çizgileri olarak ortaya çıkar. Lyman-alfa ormanı, uzak gök cisimlerindeki hidrojenden kaynaklanan soğurma çizgilerinden oluşur. Işıkları değişen kırmızıya kaymalara sahip gaz bulutlarından geçerken, Lyman-alfa çizgilerinin muhteşem bir görüntüsü ortaya çıkar.

Kozmik Aydınlatma Açığa Çıktı: Lyman-Alfa Emisyonları Erken Evreni Aydınlatıyor

Erken galaksilerde Lyman-alfa’nın tespitini ele alan araştırmacılar, Nature Astronomy’de “Reiyonizasyon Çağının Derinliklerinde Lyman-alfa Emisyonunu Deşifre Etmek” başlıklı bir çalışma yayımladı. Cambridge Üniversitesi Kavli Kozmoloji Enstitüsü’nde araştırmacı olan başyazar Callum Witten, kafa karıştırıcı konuya ışık tutuyor.

Witten bir basın açıklamasında şunları söyledi:

“Önceki gözlemlerin ortaya koyduğu en şaşırtıcı konulardan biri, Büyük Patlama’dan sonra oluşan bozulmamış nötr gaz tarafından tamamen engellenmiş olması gereken çok erken evrendeki hidrojen atomlarından gelen ışığın tespit edilmesiydi.”

James Webb Uzay Teleskobu, evrenin en erken dönemini inceleme gücüne sahip. İlk galaksiler tarafından salınan fotonları yakalama kabiliyetine sahip olan JWST, erken evrene yeni bir portal açarak uzun süredir devam eden kozmik sorulara yanıtlar sunuyor.

JWST’nin yüksek çözünürlüklü ve yüksek hassasiyetli görüntüleri bir keşfi ortaya koyuyor: Kırmızıya kayma >7 olan Lyman-alfa yayıcılarının bir örneğindeki tüm galaksilerin yakın yoldaşları var. Önemli sonuçları olan bu bulgu, erken galaksilerden gelen beklenmedik hidrojen emisyonu hakkındaki önceki fikirlere meydan okuyor.

James Webb Uzay Teleskobu ile Eski Galaksilerdeki Lyman-Alfa Emisyonlarının Gizemini Çözülüyor

JWST’nin Lyman-Alfa yayıcısı LAE EGSY8p68’e ait görüntüleri, Hubble Uzay Teleskobu tarafından görülmemiş karmaşık ayrıntıları ortaya çıkarıyor. Bu görüntüler, LAE EGSY8p68’deki parlak galaksileri çevreleyen daha küçük, daha sönük galaksilerden oluşan bir kümeyi ortaya çıkararak güçlü yıldız oluşumuyla karakterize edilen hareketli bir bölge oluşturuyor.

Çalışmaya göre galaktik birleşmeler ve onların üretken yıldız oluşum faaliyetleri Lyman-alfa emisyonlarının arkasındaki itici güçler olarak gösteriliyor. Araştırmacılar, Azahar olarak bilinen galaktik birleşmeler ve etkileşimlerin simülasyonları aracılığıyla, bu erken galaksilerde yıldız kütlesi biriktikçe, Lyman-alfa emisyonlarının meydana geldiğini ve aksi takdirde ışığı engelleyen nötr hidrojende iyonize hidrojen kabarcıkları ve kanalları oluşturduğunu gösterdi.

Çalışmadan alınan bu şekil bazı bulguların açıklanmasına yardımcı oluyor. Sol üst panel ve sol alt panel LAE EGSY8p68’in iki görüntüsüdür. Üstteki JWST’den, alttaki ise Hubble Uzay Teleskobu’ndan alındı. Daha güçlü olan JWST, LAE EGSY8p68 için bazı yakın galaktik yoldaşları ortaya çıkarıyor. B’den E’ye kadar olan görüntüler Azahar adı verilen bir galaktik birleşme simülasyonundan alındı. Bu simüle edilmiş görüntülerden ikisi, JWST’nin bir birleşmeyi gözlemlemesi durumunda göreceklerinin sahte görüntüleri. Bu iki görüntü A’daki gerçek JWST görüntüsüne çok benziyor. E’de görsel ise mor Lyman-alfa emisyonlarının yoğunluğunu gösteriyor.

Araştırma, evrenin erken dönemlerinde galaktik birleşmelerin daha önce bilinenden daha fazla olduğunu ortaya koyuyor ve gizemli Lyman-alfa emisyonlarını bu göksel birleşmelere bağlıyor. Ancak araştırmacıların işi henüz bitmedi. Fikirlerini daha da geliştirmek için birleşmenin farklı aşamalarındaki galaksiler üzerinde daha detaylı gözlemler yapmayı planlıyorlar.

Yeni çalışma hakkındaki yorumlarınızı Kayıp Rıhtım Forum’da paylaşabilir, daha fazlası için bizi Google News’ten takip edebilirsiniz.

Kaynak: Science Alert