NASA'nın James Webb Teleskobu aracılığıyla toplanan devasa veri setlerini kullanan Rutgers Üniversitesi-New Brunswick astronomu liderliğindeki bir araştırma ekibi, evrenin erken dönemlerinde var olan koşullara dair ipuçlarını ortaya çıkarıyor.
Araştırmacılara göre ekip, Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) galaksisindeki yıldızların yaşlarını kataloglayarak galaksinin şimdiye kadarki en ayrıntılı resmini oluşturdu. Samanyolu'nun komşusu olan WLM, 13 milyar yıl önce oluşmuş eski yıldızları içeren aktif bir yıldız oluşum merkezidir.
Astrophysical Journal'da açıklanan araştırmayı yöneten Fen Edebiyat Fakültesi Fizik ve Astronomi Bölümü'nde yardımcı doçent olan Kristen McQuinn, "Bu kadar derine bakarak ve bu kadar net görerek, etkili bir şekilde zamanda geriye gidebildik" dedi. "Evrenin tarihinin erken dönemlerinde oluşmuş çok düşük kütleli yıldızları bulmak için temelde bir tür arkeolojik kazıya çıkıyorsunuz."
McQuinn, ekibin galaksinin yıldız gelişim tarihini hesaplamasını sağladığı için Rutgers İleri Araştırma Hesaplama Ofisi tarafından yönetilen Amarel yüksek performanslı hesaplama kümesini kredilendirdi. McQuinn, araştırmanın bir yönünün büyük bir hesaplamayı alıp 600 kez tekrarlamayı içerdiğini söyledi. Bu büyük hesaplama çabasının, daha geniş bilim camiasına fayda sağlayacak teleskop kalibrasyonlarının ve veri işleme prosedürlerinin doğrulanmasına da yardımcı olduğunu sözlerine ekledi.
"Düşük kütleli" galaksiler McQuinn'in özel ilgi alanına giriyor. Evrenin erken dönemlerinde egemen olduklarına inanıldığından araştırmacıların; yıldız oluşumunu, kimyasal elementlerin evrimini ve yıldız oluşumunun bir galaksinin gazı ve yapısı üzerindeki etkisini incelemelerine olanak tanırlar. Silik ve gökyüzüne yayılmış olan bu galaksiler, yerel evrendeki galaksilerin çoğunluğunu oluşturur. Webb gibi gelişmiş teleskoplar bilim insanlarına daha yakından bakma olanağı sağlıyor.
WLM – ("düzensiz" bir galaksi, yani spiral veya elips gibi belirgin bir şekle sahip değil) 1909 yılında Alman astronom Max Wolf tarafından keşfedildi ve 1926 yılında İsveçli astronom Knut Lundmark ve İngiliz astronom Philibert Jacques Melotte tarafından daha ayrıntılı olarak tanımlandı. Samanyolu'nun da içinde bulunduğu halter şeklindeki bir galaksi grubu olan Yerel Grup'un eteklerinde yer almaktadır.
McQuinn, Yerel Grup'un kenarında olmanın WLM'yi diğer galaksilerle karışmanın tahribatından koruduğunu, yıldız popülasyonunu bozulmamış bir durumda bıraktığını ve çalışma için yararlı olduğunu belirtti. Aynı zamanda WLM, gökbilimciler için ilginçtir çünkü çok fazla gaz içeren dinamik, karmaşık bir sistemdir ve aktif olarak yıldız oluşturur.
McQuinn ve ekibi, galaksinin yıldız oluşum geçmişini (evrendeki farklı zaman dilimlerinde yıldızların doğma hızı) formüle etmek için teleskopu kullanarak yüz binlerce bireysel yıldız içeren gökyüzü parçalarını titizlikle sıfırladılar. Bir yıldızın yaşını belirlemek için, rengini ve parlaklığını ölçtüler.
"Yıldız evrimi hakkında bildiklerimizi ve bu renk ve parlaklıkların işaret ettiklerini, galaksinin yıldızlarını yaşlandırmak için kullanabiliriz" diyen McQuinn, araştırmacıların daha sonra farklı yaşlardaki yıldızları saydıklarını ve evrenin tarihi boyunca yıldızların doğum oranını haritalandırdıklarını sözlerine ekledi. "Sonuçta elde ettiğiniz şey, baktığınız bu yapının ne kadar eski olduğuna dair bir fikirdir."
Yıldızların bu şekilde kataloglanması araştırmacılara WLM'nin yıldız üretme kabiliyetinin zaman içinde azalıp çoğaldığını gösterdi. Hubble Teleskobu'nu kullanan bilim insanlarının daha önceki değerlendirmelerini doğrulayan ekibin gözlemleri, galaksinin evren tarihinin erken dönemlerinde 3 milyar yıllık bir süre boyunca yıldız ürettiğini gösteriyor. Bir süre durakladı, sonra yeniden ateşlendi.
McQuinn, duraklamanın erken evrene özgü koşullardan kaynaklandığına inandığını söyledi. "O zamanlar evren gerçekten çok sıcaktı" dedi. "Evrenin sıcaklığının bu galaksideki gazı ısıttığını ve yıldız oluşumunu bir süreliğine durdurduğunu düşünüyoruz. Soğuma dönemi birkaç milyar yıl sürdü ve ardından yıldız oluşumu yeniden başladı."
NASA Webb teleskobunu Aralık 2021'de fırlattı. Büyük aynalı araç Dünya'dan bir milyon mil uzakta Güneş'in yörüngesinde dönüyor. Bilim insanları, evrenin erken dönemlerindeki koşullar, güneş sisteminin tarihi ve ötegezegen arayışı gibi bir dizi konuyu incelemek üzere teleskopta zaman geçirmek için yarışıyor.
McQuinn, "Bu programdan henüz yapılmamış pek çok bilim çıkacak" dedi.
NOT:
Materyaller Rutgers Üniversitesi tarafından sağlanmıştır. Orijinali Kitta MacPherson tarafından yazılmıştır.