Big Bang'den ne kadar sonra yıldızlar ve galaksiler oluşmaya başlayabilir? İlk yıldızlardan gelen ışığın büyük bir kısmı, Dünya'ya seyahat ederek geçirdiği milyarlarca yıl boyunca derin kızılötesine kaydırıldığı için, bu soruyu yanıtlamak zor oldu. Webb Teleskopu'nun tasarım hedeflerinden biri, bu ışığı yakalayabilecek ve bize Evren'in erken tarihi hakkında bir şeyler anlatabilecek bir teleskop yaratmaktı. Gökbilimcilerin şimdiye kadar gözlemlenen en uzak galaksiyi bulmak için birbirleriyle yarıştığı ilk veriler oldukça ümit vericiydi.
Şimdi, yeni bir çalışma, bir dizi uzak gökadanın özelliklerini inceliyor ve bunlardan birinin Büyük Patlama'dan sadece 700 milyon yıl sonra Samanyolu'ndan daha büyük göründüğünü gösteriyor. Sonuçlar tutarsa, bu büyüklükteki galaksilerin sayısını Evreni inşa ettiğimizi düşündüğümüz güçlerle bağdaştırmak zor olabilir.
Derine dalmak
Erken galaksileri tespit etme tekniği oldukça basittir. En eski yıldızlar ve galaksiler, UV aralığında belirli dalga boylarında ışığı emerlerse iyonize olabilen hidrojen atomlarıyla dolu bir Evrene gömülüydü. Bu absorpsiyon, uzak galaksilerden gelen ışıkta ayırt edici bir özellik oluşturur. Bize ulaşması milyarlarca yıl boyunca sürdü, ancak bu özellik Evren'in genişlemesiyle kırmızıya kaydı ve artık spektrumun kızılötesi bölümünün derinliklerinde görünüyor. Nerede olduğunu belirleyebilirseniz, galaksinin ne kadar uzakta olduğunu da belirleyebilirsiniz.
Yeni çalışma için, gökbilimcilerden oluşan bir ekip, her ikisi de hidrojenin iyonlaşmasından kaynaklanan iki özel özelliği tanımlayabilecekleri gökadalar için gökyüzünün bir parçasını aradılar. Bu, onları Büyük Patlama'dan 500 milyon ila 900 milyon yıl sonraya yerleştiren kırmızıya kaymalara sahip 13 gökadadan oluşan bir gruba yol açtı. Bu, onlardan gelen ışığın Dünya'ya ulaşmadan önce yaklaşık 13 milyar yıl yol kat ettiği anlamına geliyor.
Sadece galaksilerin orada olduğunu bilmek faydalıdır. Ancak, bize galaksi oluşumu ve evriminin ne kadar hızlı gerçekleştiğini söyleyebilecek bazı özelliklerini tahmin etmek de mümkündür. Bu tahminler, hidrojen özelliklerinin yoğunluğunun, bu galaksiler tarafından yayılan yıldız ışığının çoğunu içeren kızılötesinin daha derinindeki ışığa göre oranına dayanmaktadır.
Bu galaksilerin özelliklerini modellemek için çeşitli yöntemler mevcuttur ve araştırma ekibi, beş farklı konfigürasyon kullanan biri de dahil olmak üzere hepsini çalıştırdı. Bu, gerçek değerin muhtemelen bu aralığın içinde olacağı varsayımı altında bir değer aralığı sağlamayı amaçlıyordu.
Büyük şeyler
Bu galaksilerin en parlakı beklenmedik şekilde büyük. Kütlesine ilişkin tahminlerin en üst noktasında, kabaca Güneş'in kütlesinin 1011 katıdır, bu da bu tahmine göre onu Samanyolu'ndan daha büyük yapar. Yine de Büyük Patlama'dan yaklaşık 700 milyon yıl sonra bu kadar çok yıldıza sahip gibi görünüyor - bu kütleye sahip galaksiler daha önce bu mesafeden görülmemişti. Yakınlarda en az iki yoldaşı var gibi görünüyor ve bu nedenle büyümesini etkilemiş olabilecek bir kümenin parçası olabilir.
Bununla birlikte, bu numunenin en büyük üyesi olmasına rağmen, numunenin tamamı beklenmedik şekilde büyük tarafta olma eğilimindedir. Aslında, eğer bu galaksiler temsiliyse, o zaman erken Evrenin yıldızlarının çoğu büyük kütleli galaksilerdeydi. Ya öyle, ya da bu mesafelerde düşük kütleli gökadaları bulmakta pek başarılı olamadık. Bu galaksilerin temsili olmadığını iddia edecek bir şey, karanlık madde ve karanlık enerjinin erken Evrenin evrimini nasıl şekillendirdiğine dair mevcut anlayışımız göz önüne alındığında, bu kadar çok yüksek kütleli galaksiyi oluşturmanın zor olmasıdır, çünkü yeterli olmayabilir. bu kadar çok yıldızı oluşturacak düzenli madde. Araştırmacılar, bu galaksilerin "en büyük karanlık madde halelerindeki mevcut baryonların sayısı tarafından belirlenen sınırı zorladığını" belirtiyor.
Elbette alternatif, kitlesel tahminlerin bir şekilde yanlış olmasıdır. Bir olasılık, kütleyi tahmin etmek için kullanılan yöntemlerin biraz daha yeni örnekler kullanılarak geliştirilmiş olması ve bu nedenle daha uzak gökadalarda kullanıldığında doğru sonuçlar vermemesidir.
Neyse ki, neler olup bittiğini anlamak sadece zaman alacak. Bu, daha önce Hubble tarafından görüntülendiği için çalışma için seçilen gökyüzünün yalnızca küçük bir alanıydı. Halihazırda veri sahibi olduğumuz kesinlikle ek alanlar var ve bize büyük gökadalara yönelik eğilimin erken Evrenin genel bir özelliği olup olmadığını söylemelidirler.