JWST spektrometresi, uzak galaksilerin kırmızıya kaymalarını iyileştirir

James Webb Uzay Teleskobu (JWST) üzerindeki NIRSpec aracı, daha önce 16.4'lük rekor kıran bir kırmızıya kaymada olduğu düşünülen çok uzak bir galaksinin aslında Dünya'ya çok daha yakın olduğunu ortaya çıkardı. Çalışma, JWST tarafından gözlemlenen diğer bazı nesnelerin şimdiye kadar görülen en uzak gökadalar arasında olduğunu da doğruladı.

Kozmolojik kırmızıya kayma, evrenin genişlemesiyle bir galaksinin ışığının ne kadar daha uzun, daha kırmızı dalga boylarına yayıldığının bir ölçüsüdür. Kırmızıya kayma ne kadar yüksekse, bir galaksiden gelen ışığın genişleyen evrende hareket etmek için o kadar fazla zaman harcamış olması gerekir. Bu, yüksek kırmızıya kaymalı nesneleri çok uzun zaman önce göründükleri gibi gördüğümüz ve nesnelerin çok uzakta olduğu anlamına gelir.

Gökbilimciler, erken evrene bir pencere sağladıkları için kırmızıya kayması yüksek gökadaları incelemeye çok heveslidirler. Gerçekten de son gözlemler, erken evrendeki galaksilerin önceden tahmin edilenden daha büyük kütleli, daha gelişmiş ve daha parlak olduğuna dair ortaya çıkan bir tabloyu destekliyor.

Birkaç soluk gökada

2022 yazında, JWST'nin uzak evrene ilişkin ilk derin araştırmaları, şimdiye kadar görülen en yüksek kırmızıya kayma gökadaları olduğu tahmin edilen birkaç sönük gökada ortaya çıkardı.

Bir nesne denir Maisie'nin Galaksisi liderliğindeki bir ekip tarafından JWST verilerinde keşfedildi. Steve Finkelstein Austin'deki Teksas Üniversitesi'nden. Galaksinin başlangıçta kırmızıya kaymasının 14.3 olduğu düşünülüyordu, bu da onu Büyük Patlama'dan sadece 280 milyon yıl sonra yerleştirecekti. Bir başka aday, CEERS-93316liderliğindeki bir ekip tarafından bulundu. Çağrı Donnan Edinburgh Üniversitesi'nden 16.4'lük bir kırmızıya kayma görüldü, bu da Büyük Patlama'dan sadece 250 milyon yıl sonraya denk geliyor.

Karşılaştırma için, JWST'nin lansmanından önce bilinen en uzak onaylanmış galaksi, 11 kırmızıya kayması olan Gn-z11.6 idi.

Gözden geçirilmiş kırmızıya kaymalar

Bu erken JWST ölçümleri, bir galaksinin genel kırmızılığını ölçen bir fotometrik teknik kullanılarak yapıldı. Bu teknik soluk, uzaktaki nesneler üzerinde kullanılabilse de, tozun varlığından etkilenebilir ve bireysel spektral çizgilerin kaymalarını ölçmek kadar kesin değildir. Şimdi, gökbilimcilerden oluşan bir ekip, galaksileri gözlemlemek için JWST'nin Yakın Kızılötesi Spektrometresini (NIRSpec) kullandı ve kırmızıya kayma tahminlerini karmaşık sonuçlarla iyileştirdi.

liderliğindeki ekibin bir üyesi olan Donnan, "Maalesef, kırmızıya kayma 16.4 adayının [CEERS-93316] düşük kırmızıya kayma olduğu ortaya çıktı" diyor. Pablo Arrabal Haro Arizona'daki NOIRLab'ın. NIRSpec verileri, gözlemleri öneren bilim adamlarına özel bir zaman verilmeden derhal halka açıklandığı için, Haro'nun ekibi yumruk yemekten kaçınmak için makalelerini üç günden daha kısa bir süre içinde yazmak zorunda kaldı.

CEERS-16.4'nın 93316 yerine kırmızıya kayması 4.9 olan tozlu bir gökada olduğu bulundu, yani onu 12.5 milyar yıl önceki haliyle görüyoruz. Donnan'ın ekibi daha önce rekor kıran bir kırmızıya kayma için güçlü bir gerekçeleri olduğunu düşünmüştü, özellikle de galaksi hareketsiz çerçevesinde güçlü mavi ve ultraviyole emisyon sergilerken (kırmızıya kayma kaldırıldığında göründüğü gibi).

Bununla birlikte, çok güçlü emisyon çizgilerinin kombinasyonu, hidrojen-alfa dalga boyundaki bu çizgilerden birinin, NIRSpec'in üç filtresinin üst üste bindiği bir konumda olduğu gerçeğiyle birleştiğinde, emisyon çizgisinin üçüne birden katkıda bulunması, hatalı bir izlenim verdi. CEERS-93316'nın çok daha yüksek bir kırmızıya kaymada kendinden parlak bir gökada olduğunu.

Maisie'nin Galaksisi

11.4'lük bir kırmızıya kayma olduğu ortaya çıkan Maisie's Galaxy için kırmızıya kayma risklerinde daha iyi haberler vardı. Bu hala çok yüksek bir kırmızıya kaymadır ve tozsuz bir galaksiyi gösterir. Galaksi ayrıca nispeten yüksek bir yıldız oluşum oranına ve Güneş kütlesinin 250 milyon katı toplam yıldız kütlesine sahiptir. Bu kütle, Maisie Galaksisini görmemizden önceki 30-120 milyon yıllık bir süre içinde büyümüştü.

NIRSpec tarafından sekiz gökadanın daha kırmızıya kaymalarının 10'dan büyük olduğu gösterildi. JADES-GS-z13-013.2'lik spektroskopik olarak doğrulanmış bir kırmızıya kayması olan ve Büyük Patlama'dan sadece 350 milyon yıl sonra var olduğunu görüyoruz.

Donnan, JWST'nin spektroskopik kırmızıya kayması 14'ten büyük olan galaksileri keşfedebileceğinden hâlâ umutlu. "Bu, özellikle daha derin görüntülemede mümkün," diyor. Fizik dünyası.

Toz üretimi

Kırmızıya kayması 4.9 olan iyi çalışılmış bir galaksinin koklanacak bir şey olduğu söylenemez. Evren bir milyar yaşın biraz üzerindeyken var olan galaksilerin özelliklerini incelemek, galaksilerin yıldız oluşumları açısından nasıl geliştiğini anlamak için çok önemlidir. Bu, ardışık yıldız nesillerinin ürettiği toz miktarından çıkarılabilir - CEERS-93316'nın daha kırmızı görünmesine neden olan tozun aynısı.

Donnan, "CEERS-93316'nın özelliklerinin daha ayrıntılı bir analizini yapmamız gerekiyor, ancak tozlu görünüyor" diyor. "Nasıl olduğunu anlamak istiyorsak, yıldız oluşum tarihine bakmamız gerekiyor."

Bu arada, NIRSpec çalışmasına da dahil olan Finkelstein'a göre Maisie Gökadası gibi kırmızıya kayması çok yüksek gökadalar için daha fazla gözlem yapılması planlanıyor.

Daha derin spektroskopi

"Bir sonraki adım kesinlikle daha derin spektroskopi, [Maisie'nin Galaksisinin] bu kadar mavi olmasına neyin sebep olduğunu tam olarak araştırmak," diyor, dinlenme çerçevesi rengine atıfta bulunuyor. Önde gelen teori, Maisie Galaksisi gibi erken galaksilerin, günümüz galaksilerine kıyasla daha yüksek oranda parlak, mavi, büyük kütleli yıldızlara sahip olduğudur. Hawaii'deki Keck 10 metrelik teleskoplardan birinin kullanıldığı gözlemler halihazırda devam ediyor ve Finkelstein gelecekte JWST ile devam etmeyi umuyor.

Finkelstein, "Çok büyük kütleli yıldızların varlığı ve ayrıca gördüğümüz yıldızlardan gelen yıldız ışığının ne kadar yoğun olduğu gibi şeyler için teşhis niteliğinde olan daha zayıf dinlenme UV emisyon çizgisi özelliklerini arıyor olacağız" diyor.

Sonuç olarak, bulgular, galaksi kırmızıya kaymalarının spektroskopik olarak doğrulanmasına duyulan ihtiyacı hatırlatıyor ve bu tür ölçümler yapılana kadar, rekor kıran fotometrik kırmızıya kayma iddialarını dikkatle ele almamız gerekiyor.

Araştırma şu şekilde anlatılıyor: ön baskı arXiv.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Adryenn Ashley ile Geleceği Basmak. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/jwst-spectrometer-refines-redshifts-of-distant-galaxies/