JWST: Galaksiler Büyük Patlama'dan 500 milyon yıl sonra evreni ağır elementlerle tohumluyordu

Arizona Üniversitesi öncülüğündeki Nature Astronomy çalışması, kırmızıya kayması 7,2–9,3 arasındaki üç galakside oksijen, karbon ve silisyumdan gelen maviye kaymış soğurma çizgileri buldu. Bulgu, reiyonizasyonun ortasından önce galaktik rüzgârların galaksiler arası uzayı zenginleştirdiğini ve ilk yıldızların neden bulunamadığına dair bir ipucu veriyor.

Öne Çıkanlar

Arizona Üniversitesi öncülüğündeki Nature Astronomy çalışması, kırmızıya kayması 7,2–9,3 arasındaki üç galakside oksijen, karbon ve silisyumdan gelen maviye kaymış soğurma çizgileri buldu.
Bulgu, reiyonizasyonun ortasından önce galaktik rüzgârların galaksiler arası uzayı zenginleştirdiğini ve ilk yıldızların neden bulunamadığına dair bir ipucu veriyor.

Yapay zeka sentezi3 kaynak1

Astronomlar uzun süredir evrenin ilk galaksilerini çevreleyen gazın bakir kaldığını — yeni doğan kozmosta bulunan tek malzeme olan hidrojen ve helyumdan oluştuğunu — varsayıyordu. Arizona Üniversitesi'ndeki araştırmacıların Nature Astronomy'de yayımladığı bir çalışma bu tablonun yanlış olduğunu gösteriyor.

James Webb Uzay Teleskobu'nu kullanan ekip, galaksilerin Büyük Patlama'dan yalnızca 500 milyon yıl sonra — evrenin bugünkü yaşının yaklaşık %3'üne denk gelen Reiyonizasyon Dönemi'nde — oksijen, karbon ve silisyum gibi ağır elementleri üretip çevreye yaydığını buldu.

Makalenin ilk yazarı, Arizona Üniversitesi Astronomi Bölümü ve Steward Gözlemevi'nden doktora sonrası araştırmacı Yongda Zhu, “Ağır elementlerin galaksilerden çok, çok erken bir kozmik dönemde kaçtığını gözlemledik” dedi. “Galaksiler bu elementleri yalnızca üretmiyor, aynı zamanda dağıtıyordu; belki de diğer galaksileri tohumluyordu.”

Zhu'nun yöntemi zarifti: Işıma aramak yerine galaksileri arka plan ışık kaynağı olarak kullandı. Işık Dünya'ya doğru ilerlerken çevredeki gazdan geçti ve zayıf soğurma izleri bıraktı. Zhu yüzlerce galaksinin kamuya açık JWST spektrumlarını elle taradı ve kırmızıya kayması 7,2 ile 9,3 arasında olan, ışığı 13 milyar yıldan eski üç galaksi buldu; bunlarda O I, Si II, C II, Si IV ve C IV'e ait net soğurma izleri vardı. Bu kadar zayıf sinyalleri yakalamak için yaklaşık 30 saatlik pozlama gerekti.

Soğurma çizgileri, her galaksinin sistemik kırmızıya kaymasına göre 50–250 km/s bağıl hızlarla maviye kaymıştı. İyonlaşma durumlarının çeşitliliği ve üst üste binen hız izleri, bozulmuş ve dışa akan bir gaza işaret ediyor: metalleri galaksilerden galaksiler arası uzaya taşıyan galaktik rüzgârlar. Daha da çarpıcısı, bu kimyasal parmak izleri milyarlarca yıl daha evrilmiş galaksilerinkine benziyor; bu da zenginleşme ve dışa akışın kozmik şafaktan beri sürdüğünü gösteriyor.

Baryon döngüsü olarak bilinen sürecin bir parçası olan bulgu, uzun süredir çözülemeyen bir soruya da yanıt verebilir: Astronomlar neden hâlâ bir Popülasyon III yıldızı gözlemi doğrulayamadı? Bu yıldızların bakir gazdan oluşan ilk kuşak olduğu düşünülüyor. Galaksiler Büyük Patlama'dan 500 milyon yıl sonra çevrelerini zenginleştiriyorsa, gerçekten bakir gaz bugün hâlâ görebileceğimiz yıldızları oluşturacak kadar uzun süre ayakta kalmamış olabilir.

Zhu bunu şöyle anlattı: “Saf vanilyalı dondurmayla başlayıp kısa süre sonra içine renkli şekerler karıştırırsanız, bir süre sonra artık saf, sade vanilyalı dondurma bulamazsınız.”