DEMET İLCE / MUHABİR
Her ne kadar erken Evren, ışığın, içinde hakim olan opak gazdan geçemeyeceği kadar karanlık olsa da, gökbilimciler, Yeniden İyonlaşma Çağı'nda ışıklar yanmadan önce hâlâ bazı Lyman-alfa çizgilerini tespit edebildiler.
Nereden geldi? Bu, pek çok kişinin üzerinde düşündüğü, cevaplanmamış önemli bir soruydu.
Erken Evrendeki parlak bir galaksi olan EGSY8p7 galaksisi, diğer şeylerin yanı sıra, heyecanlı hidrojen atomlarından ışık emisyonunun görüldüğü Lyman-alfa emisyonu. Alttaki iki panelde, Webb'in yüksek hassasiyeti bu uzak galaksiyi iki yoldaş galaksisiyle birlikte seçiyor; önceki gözlemlerde onun yerine sadece bir büyük galaksi görüldü.
Lyman-alfa emisyonları UV aralığında meydana gelir ve elektronları belirli bir enerji durumuna geçerken hidrojen atomlarından gelir. Lyman-alfa spektral çizgileri, gökbilimcilerin Lyman-alfa ormanı dediği şeyin bir parçasıdır.
Orman, uzaktaki astronomik nesnelerdeki hidrojenden kaynaklanan bir dizi soğurma çizgisidir. Işıkları farklı kırmızıya kaymalara sahip gaz bulutlarından geçerken Lyman-alfa çizgileri ormanını oluşturur.
Bazı yeni araştırmaların yazarları şöyle yazıyor:
"Bu erken galaksilerde Lyman-alfa'nın şaşırtıcı bir şekilde tespit edilmesine ilişkin bir açıklama sağlamak, galaksi dışı çalışmalar için büyük bir zorluktur."
Araştırma Nature Astronomy'de yayınlandı ve cevabı bulmuş olabilir. Başlığı "Yeniden iyonlaşma çağının derinliklerinde Lyman-alfa emisyonunun şifresini çözmek." Baş yazar, Birleşik Krallık'taki Cambridge Üniversitesi Kavli Kozmoloji Enstitüsü'nden araştırmacı Callum Witten'dir.
Witten bir basın toplantısında şunları söyledi:
"Önceki gözlemlerin sunduğu en kafa karıştırıcı konulardan biri, Evrenin çok erken dönemlerindeki hidrojen atomlarından gelen ışığın saptanmasıydı; bu ışığın, Büyük Patlama'dan sonra oluşan bozulmamış nötr gaz tarafından tamamen engellenmiş olması gerekirdi. Bu 'açıklanamaz' emisyonun büyük kaçışını açıklamak için daha önce birçok hipotez öne sürülmüştü."
JWST, Evrenin ilk günlerine geri bakma yeteneği ile inşa edildi. Bu, tüm çabanın temel itici güçlerinden biriydi.
JWST'nin, Evren'in erken dönemlerinde ilk galaksilerdeki yıldızlar tarafından salınan fotonları algılama yeteneği, erken Evren'e yeni bir pencere açtı ve bizi uzun süredir devam eden birçok sorunun yanıtlarına doğru yönlendiriyor. JWST, antik ışığı kaynağına kadar takip edebilecek hem duyarlılığa hem de açısal çözünürlüğe sahiptir.
Araştırmacılar, "Burada, Lyman-alfa yayıcılardan oluşan bir örnekteki tüm galaksilerin yakın yoldaşlara sahip olduğunu göstermek için James Webb Uzay Teleskobu Yakın Kızılötesi Kamerasından alınan hem yüksek çözünürlüklü hem de yüksek hassasiyetli görüntülerin benzersiz avantajından yararlanıyoruz." dedi. Bu, çok büyük sonuçları olan önemli bir noktadır.
Lyman-Alfa yayıcı LAE EGSY8p68'in JWST görüntüleri, Hubble Uzay Teleskobu ile yapılan önceki gözlemlerden daha fazla ayrıntıyı ortaya koyuyor. JWST'nin çözme gücü, LAE EGSY8p68'deki parlak galaksilerin etrafında HST'nin göremediği daha küçük, sönük galaksilerden oluşan bir kümeyi ortaya çıkarıyor. Bölge, çok sayıda aktif yıldız oluşumunun bulunduğu, çok daha yoğun ve kalabalık bir bölgedir.
Çalışmanın yazarlarından Sergio Martin, "Hubble'ın yalnızca büyük bir galaksiyi gördüğü yerde, Webb etkileşim halindeki daha küçük galaksilerden oluşan bir küme görüyor ve bu keşif, ilk galaksilerin bazılarından gelen beklenmedik hidrojen emisyonuna ilişkin anlayışımız üzerinde büyük bir etki yarattı" dedi.
İlk galaksiler olağanüstü yıldız üreticileriydi ve Lyman-alfa emisyonlarının zengin bir kaynağıydı. Emisyonların çoğu, erken Evren'deki galaksiler arasındaki boşluğu dolduran ilkel nötr hidrojen tarafından engellendi. Çoğu Lyman-Alfa Yayıcının (LAE) yakın komşuları olan galaksiler olduğu bize ne söylüyor?
Yazarlara göre bu bize Lyman-alfa emisyonlarının arkasında galaktik birleşmelerin ve bunların bol miktarda yıldız oluşumunun olduğunu söylüyor. Galaktik birleşme simülasyonu, etkileşen galaksilerin gerçek JWST görüntüsüne oldukça benzeyen sahte bir JWST görüntüsü üretti.
Çalışmadan elde edilen bu rakam 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. Daha güçlü olan JWST, LAE EGSY8p68'in bazı yakın galaktik yoldaşlarını ortaya çıkardı. b'den e'ye, Azahar adı verilen galaktik birleşme simülasyonundan görüntüler. Bu simüle edilmiş görüntülerden ikisi, JWST'nin bir birleşme gözlemlediğinde göreceği şeyin sahte görüntüleridir. Bu iki görüntü, a'daki gerçek JWST görüntüsüne çok benzer.
Araştırmacılar fikirlerini test etmek için Azahar adı verilen galaktik birleşme ve etkileşim simülasyonlarını kullandılar. Azahar, bu ilk galaksilerde yıldız kütlesi toplanırken ve yıldızlar oluşurken iki şeyin gerçekleştiğini gösterdi.
Yıldızlar Lyman-alfa emisyonları yaydı ve ışığı engelleyen nötr hidrojende kabarcıklar ve iyonize hidrojen kanalları yarattılar. Kabarcıklar ve kanallar Lyman-alfa emisyonlarının geçmesine izin verdi.
Bu araştırma, erken Evren'de JWST başlamadan önce görebildiğimizden daha fazla galaktik birleşme olduğunu gösteriyor.
Bu birleşmeler ve etkileşimler ve bunların doğurduğu bol miktarda yıldız oluşumu, hem Lyman-alfa emisyonlarının yaratılmasından hem de genç Evren'e hakim olan yoğun, opak nötr hidrojenden onlar için bir yol yaratılmasından sorumludur.
Özetle, genç Evrendeki yüksek galaktik birleşme oranı, gizemli Lyman-alfa emisyonlarının sorumlusudur.
Araştırmacıların işi henüz bitmedi. Fikirlerini daha da geliştirmek için, birleşmenin farklı aşamalarındaki galaksilerin daha ayrıntılı gözlemlerini planlıyorlar.
