Evrenimizin nasıl ortaya çıktığını öğrenme arayışlarında, bilim adamları uzaya çok derinlemesine (ve böylece zamanda çok geriye) araştırma yapmışlardır. Nihayetinde, amaçları Evrenimizdeki ilk gökadaların ne zaman oluştuğunu ve kozmik evrim üzerinde ne gibi etkileri olduğunu belirlemektir. Bu en eski oluşumları bulmak için son zamanlarda yapılan çabalar, Dünya'dan, yani Büyük Patlama'dan yaklaşık 1 milyar yıl sonra, 13 milyar ışık yılına kadar mesafeleri araştırdı.
Bundan, bilim adamı şimdi erken galaksilerin çevrelerindeki maddeyi - özellikle nötr atomların yeniden iyonlaştırılmasını nasıl etkilediğini inceleyebiliyor. Ne yazık ki, erken galaksilerin çoğu çok zayıftır, bu da iç mekanlarını incelemeyi zorlaştırır. Ancak uluslararası bir gökbilimciler ekibi tarafından yapılan yeni bir araştırma sayesinde, erken gökadaların nasıl yeniden iyonlaşmaya yol açtığına net bir şekilde bakabilecek daha aydınlık ve büyük bir galaksi tespit edildi.
Bulgularını detaylandıran “Büyük Bir Tozlu Yıldız Oluşturan Galaksinin ISM Özellikleri” z ~ 7 “, son zamanlarda Astrofizik Dergi Mektupları.Almanya, Bonn'daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü'nden araştırmacılar tarafından yönetilen ekip, 13 milyar yıl önce (sadece 800 milyon yıl sonra) bulunan bir galaksiyi tespit etmek için Güney Kutbu Teleskopu (SPT) -SZ anketinden ve ALMA'dan gelen verilere güveniyordu. büyük patlama).
Big Bang kozmoloji modeline uygun olarak, yeniden iyonlaşma “Karanlık Çağlar” olarak bilinen dönemden sonra gerçekleşen süreci ifade eder. Bu, Evrendeki fotonların çoğunun elektronlar ve protonlarla etkileşime girdiği Big Bang'den sonra 380.000 ila 150 milyon yıl arasında meydana geldi. Sonuç olarak, bu dönemin radyasyonu mevcut enstrümanlarımız tarafından tespit edilemez - dolayısıyla adı.
Bu dönemden hemen önce hidrojen ve helyum atomlarının oluşmaya başladığı “Rekombinasyon” meydana geldi. Başlangıçta iyonize (çekirdeklerine bağlı elektron olmadan), bu moleküller evren soğudukça iyonları yakaladı ve nötr hale geldi. Takip eden dönemde - yani Büyük Patlama'dan sonra 150 milyon ila 1 milyar yıl arasında - Evrenin büyük ölçekli yapısı oluşmaya başladı.
Buna asıl olarak, ilk yıldızların ve kuasarların oluştuğu ve radyasyonlarının çevreleyen Evreni yeniden iyonlaştırdığı yeniden iyonlaşma süreciydi. Bu nedenle, gökbilimcilerin neden Evren çağını incelemek istedikleri açıktır. Gökbilimciler ilk yıldızları ve galaksileri ve kozmos üzerinde ne gibi etkileri olduğunu gözlemleyerek, bu erken dönemin bugün bildiğimiz şekliyle Evrene nasıl yol açtığına dair daha net bir resim elde edecekler.
Neyse ki, araştırma ekibi için, bu dönemin devasa, yıldız oluşturan galaksilerin çok miktarda toz içerdiği bilinmektedir. Optik bantta çok zayıf olsa da, bu galaksiler milimetre altı dalga boylarında güçlü radyasyon yayar, bu da onları Güney Kutuplu Teleskop (SPT), Atacama Yol Bulucu Deneyi (APEX) ve Atacama Büyük Milimetre Dizisi (ALMA dahil) günümüzün gelişmiş teleskoplarını kullanarak tespit edilebilir hale getirir ).
Çalışmaları uğruna, Strandet ve Weiss, erken Evren'den bir dizi tozlu galaksiyi tespit etmek için SPT'den gelen verilere güveniyorlardı. Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü'nden Maria Strandet ve Axel Weiss'in (ve çalışmanın baş yazarı ve ortak yazarları) Space Magazine'e e-posta yoluyla söyledikleri gibi:
“SPT, APEX veya ALMA gibi mm teleskoplar tarafından gözlemlenebilen yaklaşık 1 mm dalga boyunda ışık kullandık. Bu dalga boyunda fotonlar tozun termal radyasyonu tarafından üretilir. Bu uzun dalga boyunu kullanmanın güzelliği, geniş bir kırmızıya kayma aralığı (geriye bakma süresi) için, artan mesafeden kaynaklanan gökadaların karartmasının kırmızıya kayma ile telafi edilmesidir - bu nedenle gözlemlenen yoğunluk kırmızıya kaymadan bağımsızdır. Bunun nedeni, daha yüksek kırmızıya kayma gökadaları için, radyasyonun toz spektrumu gibi bir termal spektrum için daha güçlü olduğu doğal olarak daha kısa dalga boylarına ((1 + z) göre) olmasıdır. ”
Bunu, ekibin yıldızlararası ortamlarındaki (ISM) karbon monoksit moleküllerinin kırmızıya kaymış dalga boyuna bakarak galaksilerin mesafesini belirlemek için kullandığı ALMA verileri izledi. Topladıkları tüm verilerden, bu gökadalardan birinin (SPT0311-58) özelliklerini spektral çizgilerini gözlemleyerek kısıtlayabildiler. Böylece, bu galaksinin Büyük Patlama'dan sadece 760 milyon yıl sonra var olduğunu belirlediler.
“1mm'deki sinyal gücü kırmızıya kaymadan (geriye bakma zamanından) bağımsız olduğundan, bir nesne nispeten yakınsa (kozmolojik anlamda) veya yeniden iyonlaşma çağında bir önsel ipucumuz yoktur” dedi. “Bu yüzden ALMA kullanarak moleküler çizgilerin emisyonu yoluyla kırmızıya kaymaları belirlemek için büyük bir araştırma yaptık. SPT0311-58, bu ankette keşfedilen en yüksek kırmızıya kayma nesnesi ve aslında şimdiye kadar keşfedilen en uzak büyük tozlu yıldız oluşturan galaksi oldu. ”
Gözlemlerinden, SPT0311-58'in yaklaşık 330 milyar Güneş kütlesine sahip olduğunu belirlediler, bu da Samanyolu Gökadasının (yaklaşık 5 milyar Güneş kütlesine sahip) yaklaşık 66 katıdır. Ayrıca, bu döneme tarihlenen komşu gökadalar için yılda birkaç bin oranında yeni yıldızlar oluşturduğunu tahmin ettiler.
Bu nadir ve uzak nesne, erken evrenin nasıl göründüğünü ve o zamandan beri nasıl geliştiğini incelemek için henüz en iyi adaylardan biridir. Bu da gökbilimcilerin ve kozmologların Big Bang Teorisi için teorik temeli test etmelerini sağlayacaktır. Strandet ve Weiss'ın Space Magazine'e keşiflerinden bahsettikleri gibi:
“Bu nesneler, gökadaların bir bütün olarak evrimini anlamak için önemlidir, çünkü Big Bang'den sadece 760 milyon yıl sonra bu kaynakta bulunan büyük miktarda toz, son derece büyük bir nesne olduğu anlamına gelir. Bu kadar büyük gökadaların Evren hala çok gençken zaten var olması, gökada kitle birikimi anlayışımız üzerinde güçlü kısıtlamalar getiriyor. Ayrıca tozun çok kısa sürede oluşması gerekiyor, bu da ilk yıldız popülasyonundan toz üretimi hakkında ek bilgiler veriyor. ”
Uzayın derinliklerine ve zamanda daha geriye bakma yeteneği, geç şaşırtıcı birçok keşfe neden oldu. Ve bunlar da Evren'de ve ne zaman gerçekleştiğine dair bazı varsayımlarımıza meydan okudu. Ve sonunda, bilim insanlarına kozmik evrim hakkında daha ayrıntılı ve eksiksiz bir açıklama oluşturmalarında yardımcı oluyorlar. Bir gün yakında, Evrendeki en erken anları inceleyebilir ve yaratılışı eylem halinde izleyebiliriz!
