Gökbilimciler, şimdiye kadar gözlemlenen en uzak galaksilerden birinin dönme ihtimalinin çok yüksek olduğunu söylüyor. Japonya'daki Waseda Üniversitesi'nden Tsuyoshi Tokuoka liderliğindeki uluslararası bir ekip, Şili'deki Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisinden (ALMA) yapılan gözlemleri kullanarak hareketi keşfetti. Sonuç, yeni oluşan galaksilerin evrimine dair önemli yeni bilgiler sunuyor ve James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile yapılacak gözlemler için yararlı bir rehberlik sağlayabilir.
Galaksiler ilk oluşmaya başladığında evren, neredeyse tüm maddenin soğuk ve şeffaf olduğu bir dönem olan “karanlık çağlarında”ydı. Madde yerçekimi altında çökerken galaksiler oluştu, yeni oluşan galaktik merkezlerde yıldız oluşumunu başlattı ve karanlık çağları sona erdiren sözde "yeniden iyonlaşma çağını" tetikledi. Buradan yıldız oluşumu, artık yeni yıldızların bulunduğu dönen galaktik disklere yayıldı.
Gökbilimcilerin bu eski galaksileri yöneten fizik hakkında hâlâ öğrenecekleri çok şey var. Galaktik rotasyonun kökenleri de dahil olmak üzere bu sorulara yeni bir ışık tutmak için Tokuoka ve meslektaşları ALMA'nın gözlemlerine yöneldiler. Bu cihaz, etkileyici uzaysal ve frekans çözünürlükleri sayesinde uzak, oldukça kırmızıya kayan galaksilerin gözlemlenmesinde devrim yarattı.
Son çalışmada, araştırmacılar ALMA'yı kullanarak 1149 milyar ışıkyılından daha uzakta yer alan, yerçekimsel olarak merceklenmiş bir galaksi olan MACS1-JD10'i incelemek için kullandılar ve bu da onu şimdiye kadar doğrulanmış en uzak nesnelerden biri haline getiriyor. Gökbilimciler spektroskopi yoluyla JD1'in kabaca 300 milyon yaşında bir yıldız popülasyonu içerdiğini ve kökenlerinin evrenin karanlık çağlarına, yani Büyük Patlama'dan sadece 270 milyon yıl sonrasına dayandığını keşfettiler.
Farklı kırmızıya kaymalar
Ekip, JD1'de çift iyonize oksijenin (O III) yaydığı karakteristik dalga boylarını inceledi. Bu gaz, süpernova kalıntılarında yaygın olarak bulunur ve bu da onu yıldızlararası ortamdaki malzemenin önemli bir bileşeni haline getirir. ALMA'nın çözümü sayesinde ekip, galaksinin farklı yerlerinde O III emisyonlarının kırmızıya kaymasındaki değişiklikleri tespit edebildi. Bu, JD1'in yıldızlararası ortamındaki malzemenin hızındaki bir değişimi ortaya çıkardı; galaksinin bir tarafı belirgin biçimde farklı bir kırmızıya kayma sergiliyordu.
Bu gözlem, bir galaksinin döndüğünü doğrulamak için karşılanması gereken kriterlerin neredeyse tamamını karşıladı ve bu da onu şimdiye kadar keşfedilen dönen diskin en eski örneği haline getirdi. Dönüş hızı, bizim galaksimiz de dahil olmak üzere diğer galaksilerde bulunanlardan çok daha yavaştı; bu da JD1'in dönme hareketinin hala başlangıç aşamasında olduğunu gösteriyor.
Galaksi dönüşü çalışması, değiştirilmiş yerçekimini dışlıyor mu, yoksa öyle mi?
Sonuç bölümünde açıklanan sonuç Astrofizik Dergi MektuplarıBu, gökbilimcilerin evrenin toplam tarihinin %95'ini kapsayan bir galaktik dönüş hızı kaydına sahip olduğu anlamına geliyor; ekip üyeleri bunun, galaksilerin fiziksel özelliklerinin nasıl geliştiğini anlamada önemli bir adım olduğunu söylüyor. Tokuoka ve meslektaşları artık kalan soruların çoğunun JWST'nin yardımıyla yakında yanıtlanacağını ve bunun galaksideki belirli yıldız popülasyonlarının yaşlarını belirlemelerine olanak sağlayacağını umuyorlar.
