Gökbilimciler uzak nesnelere baktıklarında – hem uzayda hem de zamanla uzaklaşırlar – hepsi çok sık, toz gözlerine girer. Eh, gözler, tam olarak – teleskoplarının görme çizgisinde. Beş milyar yıl önce oluşan bir galaksiye yakından bakmak zor, çünkü galaksinin kendisinde net bir görüşü engelleyen çok sayıda partikül madde var.
Şimdi, James Webb Uzay Teleskopunu (JWST) kullanarak, bir Tufts gökbilimcisi ve meslektaşları, çok uzak bir galaksideki buz kaplı tozun bize daha yakın toz gibi olduğunu buldular.
Bunun, gökbilimcilerin önceki evrendeki yıldız ve kara delik oluşumu gibi şeyleri ölçmek için hesaplamalarını daha doğru bir şekilde kalibre etmelerini sağlayacağını bilmek. Araştırmaları şurada yayınlandı Astrofizik dergisi.
Evrenin yaklaşık 14 milyar yıl önce kurduğu düşünülüyor ve Tufts’da astronomi ve astrofizik profesörü Anna Sajina, Galaksi ve Kara Delik Oluşumu Çalışmaları.
Bu uzak zaman dönemlerini incelemenin zorluğu, yıldız ve kara delik oluşumunun toz tarafından çok gizlenmiş olmasıdır. Araştırmasında Sajina, tozdan göz ardı edilen sistemlere ve “tozun etkilerinin nasıl düzeltileceğini anlamaya” odaklanıyor.
Toz yıldız ışığını emer ve insan gözüne görünmeyen kızılötesi spektrumda yeniden emer. Gökbilimcilerin yıldız oluşumu anlayışının çoğu “toz belirsizliğini düzeltme yeteneğine dayanıyor” diyor Sajina. “Bunu düzeltmek için, tozun özellikleri hakkında bazı varsayımlar yapmalısınız.”
Şimdiye kadar, uzak galaksilerdeki tozun özelliklerini incelemek için çok sınırlı bir araç vardı. Bunun yerine, “tozun yerel olarak aynı olduğunu varsaymanız gerekiyordu” diyor Sajina. “Ama bunu kesin olarak bilmiyorduk.”
Yıldızlar arasındaki toz, karbon, silikon ve demir gibi küçük tanelerden oluşur. “Yıldız formunun soğuk, yoğun gazla doldurulduğu ve toz bakımından zengin olduğu yerler – bu yüzden yıldız oluşumu genel olarak toz tarafından çok gizleniyor.” Yıldızlararası tozu, nihai gezegen oluşumu için de birçok hammadde sağlar.
“Bu nedenle, uzak galaksilerdeki tozun özellikleri kendi Samanyolu’nun özelliklerine benziyorsa, gezegenlerinin özelliklerinin de benzer olmasını bekliyoruz.”
Araştırmacılar, JWST’nin “galaksilerin özellikleri, çok fazla toz ve gaz özelliği hakkında bilgi açısından çok zengin bir spektral bölgeyi gösterebilen” orta kızılötesi aralık görüntüleme enstrümanını kullandılar. JWST’deki zaman oldukça rekabetçi – birçoğu daha fazla gökbilimci bunu saatlerce zamandan daha kullanmak istiyor.
Samanyolu çok ötesinde
Sajina’nın çalışmaları yaklaşık beş milyar ışık yılı uzaklıktaki bir galaksiye odaklandı, yani JWST’ye ulaşan ışık yaklaşık beş milyar yıl önce evden ayrıldı. SSTXFLS J172458.3+591545 olarak bilinen galaksi, aktif bir galaktik çekirdek olarak bilinen yıldızlararası gaz tüketerek aktif olarak büyüyen derinden gizlenmiş bir kara deliğe sahiptir.
JWST’nin yüksek hassasiyeti – diğer teleskoplardan çok daha büyük, hatta Hubble uzay teleskopu – araştırmacılar, toz taneleri üzerindeki karbondioksit, karbon monoksit ve su gibi katı formda molekülleri tespit edebildiler – bunların tümü, ilk kez yerel “evrenimizin dışındaki buz formunda tespit edildi, ya da son bildirimlerimizin dışında, son yıllarda ya da buz formunda veya son yıllarda ya da son yıllar içinde buz formunda tespit edildi.
“Uzayda uzun süre gaz şeklinde moleküller ve hatta çok karmaşık moleküller tespit ettik,” diyor Sajina, ancak bu ilk kez “doğrudan toz taneleri üzerindeki katı buz mantolarına bakıyor – bunları gözlemlemek zor.”
Bu özelliklerin sütlü yolunun ötesindeki gözlemler “çok, çok nadirdir – bunlar gerçekten yerel evrenin ötesine geçen, geçmişte birkaç milyar yıl süren ilk şeydir” diyor. “Spektrum detayı o kadar daha iyi ki, bu tahılların yüzeylerine giden kimya hakkında daha fazla bilgi edebiliyoruz.”
Araştırmacılar, buz kaplı toz parçacıklarının bileşiminin “temel olarak kendi galaksimiz ve çok yakındaki nesnelerimizdeki nesnelerde gördüğümüzle aynı olduğunu” buldular. Diyerek şöyle devam etti: “Bu yüzden geçmişte beş milyar yıl, eğer bu uzak galaksilerde gezegenler oluşuyorsa, başlamak için aynı hammaddelere sahip olacaklardı.”
Buz özelliğinin varlığı da bize geçmişte bu gizlenmiş sistemlerde tozun nasıl dağıtıldığı hakkında bir şeyler söyler – bu galaksi için bulduğumuz kompakt yoğun bir çekirdek var. “
