Kötü Astronomi | GLASS-z13 görülen en uzak gökada olabilir

[UPDATE: Welp. I wrote this article over the weekend and couldn’t post it until Tuesday morning, and then on Monday night, literally 12 hours before this article went up, a whole bunch of different teams of astronomers posted four papers — and possibly a dozen more; I’ve lost track — where they’ve found galaxies in the JWST data that have redshifts of 14, 16, and one claim of a galaxy with a redshift of higher than 20 [paper 1, paper 2, paper 3, paper 4]. Onları inceledim ve iddialar belirsizden oldukça iyiye kadar herhangi bir yerde görünse de, aşağıdaki ana makalede yazdıklarım hala geçerli: Bunlar aday nesnelerdir, çünkü kırmızıya kaymalarını spektrum olmadan doğrulayamayız. Eğer, ve bu büyük bir eğer, ama eğer onaylanırlarsa, bu erken Evren kozmolojisini telaşa düşürecektir; z=20 galaksisinin Büyük Patlama’dan yaklaşık 150 milyon yıl sonra var olacağı, galaksilerin kendilerini bir araya getirebileceğini düşünmeden çok önce. Daha iyi bir kozmolojik modele ihtiyacımız olacak.

Yani aşağıda yazdıklarım hala büyük ölçüde doğru; Daha detaylı spektral gözlemler elde edene kadar bu mesafelerin nasıl bulunduğunu ve neden tahmin olduklarını açıklıyorum. Artık doğru olmayan şey, GLASS-z13’ün bir rekor kırmasıdır. BT oldu… bir haftadan az süreyle.]


Bir dizi erken yayın resmine bakma JWST, gökbilimciler, şimdiye kadar görülen en uzak gökada olabilecek, GLASS-z13 adı verilen bir tanesi de dahil olmak üzere, şimdiye kadar görülen en uzak gökadalar arasında olabilecek bir avuç gökada buldular. Eğer doğruysa, gördüğümüz ışık, Büyük Patlama’nın kendisinden sadece 300 – 400 milyon yıl sonra galaksiyi terk etti!

Fakat — ve bu büyük bir ama — bazı uyarılar var. Birincisi, duyuruyu yapan dergi makalelerinin henüz hakem değerlendirmesinden geçmemiş olması, bu süreçte kritik bir adımdır. İkinci ve daha önemli uyarı, bu galaksiye olan mesafeyi belirlemek için kullanılan yöntemin kesin olmadığı ve yanlış pozitifler verebileceğidir. Spektroskopik kırmızıya kayma olarak adlandırılan mesafe belirleme için altın standart henüz yapılmadı. Bu sorunlar nedeniyle şu anda söyleyebileceğimiz en iyi şey GLASS-z13’ün bir aday şimdiye kadar görülen en uzak galaksi için.

JWST gözlemlemek için kullanıldı Abell 2744 adlı bir gökada kümesiDaha yaygın olarak Pandora Kümesi olarak adlandırılan, Dünya’dan yaklaşık 3.5 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan binlerce galaksiden oluşan bir grup. Bu gözlemler, JWST erken yayın programının bir parçasıdır, yani gökbilimciler için o kadar büyük ilgi gördüler ki, bilim adamları onları mümkün olan en kısa sürede inceleyebilsinler diye veriler hemen kamuya açıldı.

İki gökbilimci ekibi hemen gözlemlere atladı [link to Paper 1, and Paper 2]. Uzak galaksileri arayan verileri taradılar, denilen bir teknik fotometrik kırmızıya kayma.

Hidrojen Evrende en bol bulunan elementtir. Kozmosun ilk birkaç yüz milyon yılında oluşan bir galaksi onunla berbat olacak. Bir hidrojen atomu, farklı dalga boylarında ışığı emebilir – onları renkler olarak düşünün – ancak dalga boyu 0,0912 mikrondan daha kısa olan herhangi bir ışık, elektronu atomdan koparıp iyonize etmeye yetecek enerjiye sahiptir.

Sonuç, galaksideki daha kısa dalga boyuna sahip herhangi bir ışığın (gökbilimcilerin daha mavi ışık dediği), etrafta yüzen herhangi bir hidrojen tarafından emilecek, ancak daha uzun dalga boyuna sahip ışık (daha kırmızı ışık) geçecektir. Daha kırmızı ışık görürken, o galaksiden gelen daha mavi ışığı görmüyoruz, bu fenomen olarak adlandırılan bir fenomen. Lyman molası.

Ayrıca, evren genişliyor. Bir galaksi bizden ne kadar uzaktaysa, o kadar hızlı uzaklaşıyormuş gibi görünür. Bizden uzaklaşan bir nesnenin ışığı kırmızıya kayacak, yani dalga boyu uzayacak, bir motosikletin yanınızdan geçerken tanıdık EEEEEEoooooooowwwwww sesini çıkarmasını sağlayan Doppler Etkisine benzer.

İşin eğlenceli olduğu yer burası: Bu iki etkiyi birleştirerek, çok uzak bir galaksinin ışığı büyük ölçüde kırmızıya kayacak. Lyman kırılması, spektrumun ultraviyole kısmındadır, ancak ışık Dünya’ya ulaştığında kızılötesine kırmızıya kayacak JWST’nin onu görebileceği yer.

Fotometrik kırmızıya kayma tekniği, ışığın belirli dalga boylarını gören çeşitli filtrelerde gözlemlenen galaksiden gelen ışığa bakar. Kısa dalga boyu filtrelerinde galaksi görünmezdir, çünkü hidrojen bu ışığı emer. Daha uzun dalga boylarında aniden ortaya çıkıyor, çünkü hidrojen bu ışığın geçmesine izin veriyor. Gökbilimciler, galaksinin hangi filtrelerde göründüğünü veya görünmediğini görerek, onun kırmızıya kaymasını ve dolayısıyla mesafesini tahmin edebilir.

Her iki gökbilimci ekibi de JWST görüntülerinde birçok gökadaya baktı ve her ikisi de çok yüksek bir kırmızıya kaymaya sahip gibi görünen koyu kırmızı bir leke buldu: Gökadanın ışığı 13 – 14 kat kat gerilmiş gibi görünüyordu. Bu, z harfi ile belirtilir; burada z = 1, dalga boyunun ikiye katlandığı, z = 2 ise üçe katlandığı anlamına gelir, vb. Galaksi adının geldiği yer burasıdır: Gözlemler adı verilen bir proje tarafından yapılmıştır. Uzaydan Grism Mercek-Güçlendirilmiş Araştırmaveya CAM ve yaklaşık 13 az değerine sahiptir.

İşte sorun burada: Kesin kırmızıya kayma fotometrik yöntemle bulunamaz, yalnızca bir tahmindir. Gerçek kırmızıya kayma, spektroskopi kullanılarak bulunmalı, ışığı bir avuç renge değil, yüzlerce veya binlerce renge bölerek bir spektrum yaratmalıdır. O zaman Lyman kırılmasının kırmızıya kayması daha iyi ölçülebilir. Spektrumu kullanan diğer teşhis teknikleri, galaksinin mesafesini daha kesin olarak belirlemek için de kullanılabilir.

Bu galaksilerin JWST spektrumları planlanmıştır, ancak bunlar yapılıncaya ve bilimsel yayın sürecinde incelenene kadar GLASS-z13’ün şimdiye kadar görülen en uzak gökada olduğunu söyleyemeyiz.

Adil olmak gerekirse, gökbilimciler tarafından yapılan gözlemler ve analizler oldukça iyi görünüyor ve tayflar alındığında kırmızıya kaymayı doğrulayacaklarını umuyorum. Ama aynı zamanda olmayabilirler, bu yüzden dikkatli olmalıyız.

Ama diyelim ki bu galaksinin kırmızıya kayması gerçekten 13 civarında. Bu ne anlama geliyor?

Bir kere, bu galaksiden gördüğümüz ışığın bize ulaşmasının yaklaşık 13.4 veya 13.5 milyar yıl sürdüğü anlamına gelir, bu da bu galaksiyi en fazla 400 milyon yaşında olduğu gibi gördüğümüz anlamına gelir. Ancak gözlemler, içinde zaten bir milyar veya daha fazla yıldız olduğunu gösteriyor, bu da galaksilerin, Evrenin oluşmasından sonra çok hızlı bir şekilde yıldız oluşturduğu anlamına geliyor.

İlginç bir şekilde, verilerde görülen GLASS-z11 adlı başka bir gökada da kendi Samanyolu gökadamızın diski gibi zaten bir disk oluşturduğuna dair işaretler gösteriyor gibi görünüyor. Küçük olurdu, yalnızca birkaç bin ışıkyılı genişliğinde — Samanyolu’nun diski 120.000 ışıkyılı genişliğindedirve olgun galaksimizde yüz milyarlarca yıldız var – ama aslında var olduğu gerçeği gösteriyor galaksiler, birçok modelin tahmin ettiğinden daha önce kendilerini bir araya getiriyor ve yapı oluşturuyorlardı.. GLASS-z13, JWST görüntülerinde çözülmemiştir, yani sadece bir noktadır, dolayısıyla yapısı hakkında kabaca 5.000 ışıkyılı genişliğinden daha küçük olması gerektiği dışında hiçbir şey söylenemez.

Tüm bunların bir başka ilginç yönü de, uzaklıklarının gerçek olduğunu varsayarak bu galaksileri görmenin bile bir sürpriz olmasıdır. JWST, aynı anda gökyüzünün yalnızca küçük bir bölümünü görür ve galaksilerin nasıl oluştuğuna dair modeller, bunların nadir olduğunu tahmin eder. Tek bir JWST görüntüsünde bunlardan ikisini ve belki daha fazlasını bulmak, bunların düşünülenden daha yaygın olduğunu gösterir. Mesafeler ortadan kalkarsa, galaksinin doğuşu ve evrimi hakkında ne anladığımızı yeniden düşünmek anlamına gelecektir.

Rekor kıranlar havalıama onlar sadece başlangıç. Gerçekten görmemiz gereken bir nüfus bu galaksilerin, gökyüzünün farklı yerlerinde birçoğunun gözlemleri, bize içlerinde ne tür elementler olduğunu ve neye benzediklerini söyler, böylece istatistiklerini anlayabiliriz. GLASS-z11 ve –z13 aykırı değerler, tesadüfler mi? Yoksa Evren’in doğuşundan sadece birkaç yüz milyon yıl sonra ışık saçan, parlak yıldız oluşturan büyük bir gökada popülasyonu mu var?

Ancak o zaman, çok genç Evrende neler olup bittiğini gerçekten tahmin etmeye başlayabiliriz. İyi haber şu ki, JWST’nin bu derin gözlemlerin çoğunu yapması ve spektroskopi ile takip etmesi bekleniyor. Henüz cevaplarımız yok, ama yakında onlara sahip olabiliriz.

Leave a Reply

Your email address will not be published.