Erken Evrenin Gizemli Parıltısının Kaynağı Aydınlandı

Çığır açan bir keşifle, James Webb Uzay Teleskobu’nu (JWST) kullanan gökbilimciler, Lyman-alfa emisyonları olarak bilinen erken Evrendeki gizemli bir parıltının gizemini nihayet çözdüler. Ultraviyole aralığında meydana gelen bu yakalanması zor emisyonlar, Yeniden İyonlaşma Çağı sırasında ilk yıldızların kozmosu aydınlatmasından önce bile tespit edildi. Nature Astronomy dergisinde yayınlanan bir araştırmaya göre, bu tuhaf ışığın nereden kaynaklandığına dair uzun süredir devam eden sorunun cevabı galaktik birleşmelerde ve bunların üretken yıldız oluşumunda yatıyor.

Cambridge Üniversitesi Kavli Kozmoloji Enstitüsü’nden Callum Witten liderliğindeki “Lyman-alfa emisyonunun yeniden iyonlaşma çağının derinliklerinde çözülmesi” başlıklı çalışma, erken Evrenin karanlığına ilişkin önceki varsayımlara meydan okuyor. Lyman-alfa emisyonları, hidrojen atomlarının belirli enerji durumlarına geçişinden kaynaklanır ve bunların Yeniden İyonlaşma Çağı’ndan önce tespit edilmesi gökbilimcilerin kafasını karıştırmıştı.

Witten ve ekibi, özellikle Evrenin ilk günlerini gözlemlemek için tasarlanan James Webb Uzay Teleskobu’nun gelişmiş özelliklerinden yararlandı. Teleskobun yüksek çözünürlüklü ve yüksek hassasiyetli görüntüleri, kırmızıya kaymaları 7’den büyük olan Lyman-alfa yayıcılarına (LAE’ler) dair benzeri görülmemiş bilgiler sunarak, bu galaksilerin daha önce Hubble Uzay Teleskobu tarafından görülmeyen yakın yoldaşlarını sergiledi.

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. (ESA/Webb, NASA & CSA, S. Finkelstein, M. Bagley, R. Larson/UT Austin/A. Pagan/STScI/C. Witten, M. Zamani)

Lyman-Alfa yayıcı LAE EGSY8p68’in JWST görüntüleri, daha parlak merkezi gökadaları çevreleyen daha küçük, etkileşim halindeki gökadalardan oluşan bir kümeyi ortaya çıkardı. Stanford Üniversitesi’nden Sergio Martin-Alvarez, keşfin önemini vurguladı: “Hubble’ın yalnızca büyük bir galaksiyi gördüğü yerde, Webb etkileşim halindeki daha küçük galaksilerden oluşan bir küme görüyor ve bu keşif, beklenmedik hidrojen hakkındaki anlayışımız üzerinde büyük bir etki yarattı.” İlk galaksilerden bazılarının emisyonu.”

Çalışma, galaktik birleşmelerin ve ardından gelen yoğun yıldız oluşumunun Lyman-alfa emisyonlarının arkasındaki itici güç olduğunu ileri sürüyor. Bu hipotezi test etmek için Azahar gibi galaktik birleşme simülasyonları kullanıldı; bu simülasyonlar, bu ilk gökadalarda oluşan yıldızların Lyman-alfa emisyonları yaydığını ve gökadalar arasındaki nötr hidrojenle dolu uzayda iyonize hidrojen kanalları oluşturduklarını gösterdi.

Bulgular, erken Evren’in daha önce anlaşıldığından daha yüksek oranda galaktik birleşme yaşadığını, bunun da hem gizemli Lyman-alfa emisyonlarına hem de yoğun nötr hidrojenden kaçış yollarının yaratılmasına katkıda bulunduğunu gösteriyor.

Araştırmacılar, çığır açan keşiflerini geliştirmek ve genişletmek için birleşmenin çeşitli aşamalarındaki galaksilerin daha ayrıntılı gözlemlerini bekliyorlar. James Webb Uzay Teleskobu’nun erken Evrenin sırlarını açığa çıkarma yeteneği, kozmostaki ışığın kozmik kökenlerini ve evrimini anlama arayışımızda önemli bir dönüm noktasına işaret ediyor.