Resim kredisi: ESO
Avrupa Güney Gözlemevi'ne sahip gökbilimcilere göre, Evren şu anda genel olarak bej bir renk olmasına rağmen, daha mavi idi. Gökbilimciler, Toskana'nın güney takımyıldızındaki gökyüzü bölgesine derin bir bakış alan Hubble Derin Gökyüzü araştırmasında yer alan 300 gökadanın mesafesini ve rengini çalıştılar.
Uluslararası bir gökbilimciler ekibi [1] çok gençken Evrenin rengini belirlemiştir. Evren şimdi biraz bej olsa da, uzak geçmişte, sadece 2.500 milyon yaşındayken çok daha maviydi.
Bu, küçük bir güney gökyüzü bölgesinde, Hubble Derin Alan Güney olarak adlandırılan 300'den fazla gökadanın kapsamlı ve kapsamlı bir analizinin sonucudur. Bu ileri çalışmanın temel amacı, Evrenin yıldız içeriğinin nasıl toplandığını ve zaman içinde nasıl değiştiğini anlamaktı.
Leiden Gözlemevi'nden (Hollanda) bir ekip üyesi olan Hollandalı gökbilimci Marijn Franx şöyle açıklıyor: “İlk Evrenin mavi rengi, galaksilerdeki genç yıldızların ağırlıklı mavi ışığından kaynaklanıyor. Space Magazine'in daha kırmızı rengine nispeten daha fazla sayıda eski, daha kırmızı yıldız neden oluyor. ”
Takım lideri, Max-Planck Enstitüsü'nden Astrofizik'ten (Garching, Almanya) Gregory Rudnick şunları ekliyor: “Geçmişte Evrendeki toplam ışık miktarı bugünle aynı olduğundan ve genç bir mavi yıldız çok daha fazla yayar Eski bir kırmızı yıldızdan daha hafif, genç Evrende şu anda olduğundan çok daha az yıldız olmalı. Yeni bulgularımız, Evrendeki yıldızların çoğunun Güneş'in doğmasından çok kısa bir süre önce, Evrenin yaklaşık 7.000 milyon yaşında olduğu bir anda nispeten geç oluştuğunu gösteriyor. ”
Bu yeni sonuçlar, büyük bir araştırma projesi olan Faint InfraRed Extragalactic Survey (FIRES) ESO’nun Çok Büyük Teleskopundaki (VLT) ISAAC çok modlu enstrüman ile 100 saatten fazla gözlem sırasında toplanan benzersiz verilere dayanmaktadır. Galaksilere olan uzaklıklar, farklı optik yakın kızıl ötesi dalga boyu bantlarındaki parlaklıklarından hesaplanmıştır.
Erken Evreni Gözlemlemek
Güneş'in 4,5 milyar yıl önce oluştuğu artık iyi bilinmektedir. Peki ev galaksimizdeki diğer yıldızların çoğu ne zaman oluştu? Peki ya diğer galaksilerdeki yıldızlar? Bunlar günümüz astronomisindeki kilit sorulardan bazılarıdır, ancak yalnızca dünyanın en büyük teleskopları ile yapılan gözlemlerle cevaplanabilirler.
Bu sorunları ele almanın bir yolu, çok genç Evreni doğrudan - geriye bakarak bakarak gözlemlemektir. Bunun için gökbilimciler, çok uzak gökadalar tarafından yayılan ışığın bize ulaşmadan çok önce yolculuk etmesinden faydalanırlar. Böylece, gökbilimciler böyle uzak nesnelere baktıklarında, onları uzun zaman önce göründükleri gibi görürler.
Ancak bu uzak gökadalar son derece zayıftır ve bu nedenle bu gözlemler teknik olarak zordur. Bir başka komplikasyon, Evrenin genişlemesi nedeniyle, bu galaksilerden gelen ışığın optik dalga boyu aralığından ve kızılötesi bölgeye daha uzun dalga boylarına [2] kaydırılmasıdır.
Bu erken gökadaları ayrıntılı olarak incelemek için, gökbilimciler bu nedenle en uzun yere dayalı teleskopları kullanmalı ve çok uzun pozlamalarda zayıf ışıklarını toplamalıdır. Ayrıca kızılötesine duyarlı dedektörler kullanmaları gerekir.
Dev gözler olarak teleskoplar
“Hubble Deep Field South (HDF-S)” güney takımyıldızı Tucanae'de (“Toucan”) gökyüzünün çok küçük bir kısmıdır. Hubble Uzay Teleskobu (HST) ve diğer güçlü teleskoplarla çok detaylı çalışmalar için seçildi. Bu alanın HST tarafından elde edilen optik görüntüleri toplam 140 saatlik pozlama süresini temsil eder. Birçok yer tabanlı teleskop ayrıca bu gökyüzü alanındaki nesnelerin, özellikle Şili'deki ESO teleskoplarının görüntülerini ve spektrumlarını elde etmiştir.
Kapsamlı bir çalışma bağlamında HDF-S yönünde 2.5 x 2.5 arcmin2'lik bir gökyüzü alanı gözlenmiştir (Faint InfraRed Extragalactic Survey; FIRES, bkz. ESO PR 23/02). HST'deki WFPC2 kamerasının kapsadığı alandan biraz daha büyüktür, ancak yine de dolunayın maruz kaldığı alandan 100 kat daha küçüktür.
Bu alan ESO Paranal Gözlemevinden her görülebildiğinde ve atmosfer koşulları en uygun olduğunda, ESO gökbilimcileri 8.2-m VLT ANTU teleskobunu bu yönde göstererek ISAAC çok modlu cihazla neredeyse kızılötesi görüntüler çekti. Toplamda, alan 100 saatten fazla gözlendi ve elde edilen görüntüler (bkz. ESO PR 23/02), kızılötesine yakın Js ve H-bantlarındaki en derin yer tabanlı görüntülerdir. Ks-band görüntüsü, bu spektral banttaki herhangi bir gökyüzü alanından, yerden veya uzaydan şimdiye kadar elde edilen en derin görüntüdür.
Bu eşsiz veriler olağanüstü bir görüş sağlar ve şimdi genç Evren'deki galaksi nüfusu hakkında eşi benzeri görülmemiş çalışmalara izin vermiştir. Gerçekten de, Paranal'daki istisnai görüş koşulları nedeniyle, VLT ile elde edilen veriler mükemmel bir görüntü netliğine sahiptir (0,48 yaylı bir "görme") ve neredeyse hiç kalite kaybı olmadan HST optik verileri ile birleştirilebilir.
Daha mavi bir renk
Gökbilimciler bu görüntüler üzerinde net bir şekilde yaklaşık 300 gökada tespit edebildiler. Her biri için kırmızıya kaymayı belirleyerek mesafeyi ölçtüler [2]. Bu, her bir spektral banttaki her bir nesnenin parlaklığının, bir dizi yakın gökada ile karşılaştırılmasına dayanan yeni geliştirilmiş bir yöntemle yapıldı.
Bu şekilde, z = 3.2'ye kadar olan ve 11.500 milyon ışıkyılı uzaklıktaki mesafelere karşılık gelen kırmızı kaymalarla alanda galaksiler bulundu. Başka bir deyişle, gökbilimciler bu uzak gökadaların ışığını Evren sadece 2,2 milyar yaşındaymış gibi görüyorlardı.
Gökbilimciler daha sonra her galaksinin yaydığı ışık miktarını, kırmızıya kaymanın etkilerini “ortadan kaldıracak” şekilde belirlediler. Yani, o galaksinin yakınındaki bir gözlemci tarafından kaydedileceği gibi farklı dalga boylarındaki (renkler) ışık miktarını ölçtüler. Bu, elbette, sadece tozdan çok fazla gizlenmeyen yıldızlardan gelen ışığı ifade eder.
Belirli bir kozmik çağda tüm galaksiler tarafından farklı dalga boylarında yayılan ışığı toplayarak, gökbilimciler de o dönemde Evrenin ortalama rengini (“kozmik renk”) belirleyebilirler. Dahası, Evren büyüdükçe bu rengin nasıl değiştiğini ölçebildiler.
Kozmik rengin zamanla daha kırmızılaştığı sonucuna varıyorlar. Özellikle, geçmişte çok daha maviydi; şimdi, yaklaşık 14.000 milyon yaşında, Evren bir çeşit bej renge sahiptir.
Yıldızlar ne zaman oluştu?
Kozmik rengin zamanla değişimi kendi başına ilginç olabilir, ancak aynı zamanda yıldızların Evrende ne kadar hızlı bir şekilde toplandığını belirlemek için de önemli bir araçtır.
Gerçekten de, bireysel galaksilerdeki yıldız oluşumu karmaşık tarihlere sahip olsa da, bazen gerçek “yıldız patlamalarına” hızlanırken, şimdi birçok galaksiye dayanan yeni gözlemler, Evrendeki yıldız oluşumunun “ortalama tarihinin” çok daha basit. Bu, Evren büyüdükçe kozmik rengin gözlenen, pürüzsüz değişimi ile açıktır.
Kozmik rengi kullanarak, gökbilimciler aynı zamanda Evrendeki nispeten sağlam yıldızların ortalama yaşının zamanla nasıl değiştiğini belirleyebildiler. Evren geçmişte şimdi olduğundan daha mavi olduğu için, Evrenin daha önce olduğu kadar çok mavi (yüksek kütle, kısa ömürlü) üretmediği, aynı zamanda kırmızı (düşük kütle) üretmediği sonucuna varmışlardır. önceki nesil kuşaklardan gelen uzun ömürlü yıldızlar hala mevcuttur. Mavi, masif yıldızlar kırmızı, düşük kütleli yıldızlardan daha hızlı ölür ve bu nedenle bir grup yıldızın yaşı arttıkça mavi kısa ömürlü yıldızlar ölür ve grubun ortalama rengi daha kırmızı olur. Evren de bir bütün olarak öyle.
Bu davranış, geçmişte olduğundan daha az bebeğin doğduğu ve insanların geçmişe göre daha uzun yaşadığı modern Batı ülkelerindeki yaşlanma eğilimi ile benzerlik göstermektedir, bu da nüfusun ortalama yaşının artmasıyla sonuçlanmaktadır.
Gökbilimciler, Evren sadece 3000 milyon yaşındayken kaç yıldızın oluştuğunu belirlediler. Genç yıldızlar (mavi renkte) eski (kırmızı) yıldızlardan daha fazla ışık yayar. Bununla birlikte, genç Evrende bugün olduğu kadar çok ışık olduğu için - gökadalar artık daha kırmızı olmasına rağmen - bu, Evren'in başlangıcında bugünden daha az yıldız olduğu anlamına geliyor. Bu çalışma, o erken zamanda, şimdi olduğundan on kat daha az yıldız olduğunu ortaya koydu.
Son olarak, gökbilimciler, gözlemlenen galaksilerdeki yıldızların kabaca yarısının, Evrenin yaklaşık yarısı (Büyük Patlama'dan 7.000 milyon yıl) bugünkü zamanından (14.000 milyon yıl) sonra oluştuğunu keşfettiler.
Her ne kadar bu sonuç çok küçük bir gökyüzü tarlası çalışmasından elde edilmiş olsa da ve bu nedenle Evreni bir bütün olarak tam olarak temsil etmese de, mevcut sonucun diğer gökyüzü tarlalarında olduğu gösterilmiştir.
Orijinal Kaynak: ESO Haber Bülteni
