31 Ocak 2024
(Nanowerk Haberleri) Geçtiğimiz bir buçuk yıl boyunca, James Webb Uzay Teleskobu, Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra oluşan uzak galaksilerin şaşırtıcı görüntülerini sunarak bilim adamlarına yeni oluşan evrene dair ilk bakışları sağladı. Şimdi bir grup astrofizikçi çıtayı yükseltti: Zamanın başlangıcına yakın en küçük, en parlak galaksileri bulun, aksi takdirde bilim insanları karanlık madde hakkındaki teorilerini tamamen yeniden düşünmek zorunda kalacaklar. UCLA astrofizikçilerinin liderliğindeki ekip, Büyük Patlama'dan sonra küçük galaksilerin oluşumunu izleyen simülasyonlar yürüttü ve ilk kez gaz ve karanlık madde arasındaki daha önce ihmal edilen etkileşimleri dahil etti. Oluşturulan galaksilerin çok küçük, çok daha parlak olduğunu ve bu etkileşimleri hesaba katmayan, bunun yerine çok daha sönük galaksileri ortaya çıkaran tipik simülasyonlara göre daha hızlı oluştuklarını buldular.
En eski galaksilerin, doğrudan incelenmesi mümkün olmayan karanlık maddenin kütleçekiminin, yıldızları tutuşturmaya yetecek kadar hidrojen ve helyumu yavaş yavaş çekmesiyle oluştuğu düşünülüyor.
Ancak UCLA astrofizikçileri tarafından yürütülen yeni araştırmalar, Büyük Patlama'dan sonra hidrojen ve helyum gazının, yoğun, yavaş hareket eden soğuk karanlık madde yığınlarından sesten hızlı bir şekilde sıçradığını gösteriyor. Binlerce yıl sonra gaz geri çekildiğinde yıldızlar bir anda oluştu ve küçük, olağanüstü parlak galaksiler oluştu.
Soğuk karanlık madde modelleri doğruysa, James Webb Uzay Teleskobu erken evrendeki parlak gökada parçalarını bulabilecek ve potansiyel olarak karanlık madde hakkındaki teoriler için ilk etkili testi sunabilecektir. Aksi takdirde bilim insanları karanlık madde çizim tahtasına geri dönmek zorunda kalacak.
James Webb Uzay Teleskobu'ndan alınan neredeyse 1,000 ayrı görüntü dosyasından oluşturulan, beş gökadanın görsel bir gruplaması olan Stephan Beşlisi'nin bir bileşimi. UCLA astrofizikçileri, eğer soğuk karanlık madde teorileri doğruysa, Webb teleskopunun evrenin erken dönemlerindeki küçük, parlak galaksileri bulması gerektiğine inanıyor. (Resim: NASA) Cüce galaksiler olarak da adlandırılan küçük galaksiler, evrenin her yerinde bulunur ve genellikle en eski galaksi türünü temsil ettikleri düşünülür. Bu nedenle küçük galaksiler, evrenin kökenini inceleyen bilim insanları için özellikle ilgi çekicidir. Ancak buldukları küçük galaksiler, bulmaları gerektiğini düşündükleri galaksilerle her zaman eşleşmez. Samanyolu'na en yakın olanlar daha hızlı dönüyor veya simülasyonlardaki kadar yoğun değiller; bu da modellerin gaz-karanlık madde etkileşimleri gibi bazı şeyleri atlamış olabileceğini gösteriyor. Yeni araştırma yayınlandı Astrofizik Dergi Mektupları (“Süpersonik Proje: JWST UV Parlaklık Fonksiyonunun Zayıf Ucunu Aydınlatmak”), gazla karanlık madde etkileşimlerini ekleyerek simülasyonları geliştiriyor ve bu sönük galaksilerin, evrenin tarihinin başlarında, henüz oluşmaya başladıkları dönemde beklenenden çok daha parlak olabileceğini buluyor. Yazarlar, bilim adamlarının Webb teleskopu gibi teleskopları kullanarak beklenenden çok daha parlak küçük galaksiler bulmaya çalışmaları gerektiğini öne sürüyor. Eğer sadece soluk olanları bulurlarsa, karanlık madde hakkındaki bazı fikirleri yanlış olabilir.
Karanlık madde, elektromanyetizma veya ışıkla etkileşime girmeyen bir tür varsayımsal maddedir. Bu nedenle optik, elektrik veya manyetizma kullanarak gözlem yapmak imkansızdır. Ancak karanlık madde yerçekimi ile etkileşime giriyor ve varlığı, tüm gözlemlenebilir evreni oluşturan sıradan madde üzerindeki yerçekimi etkilerinden anlaşılıyor. Evrendeki maddenin %84'ünün karanlık maddeden oluştuğu düşünülse de hiçbir zaman doğrudan tespit edilememiştir.
Tüm galaksiler geniş bir karanlık madde halesiyle çevrilidir ve bilim insanları, karanlık maddenin onların oluşumu için gerekli olduğunu düşünüyor. Astrofizikçilerin galaksi oluşumunu anlamak için kullandıkları "standart kozmolojik model", evrenin çok erken dönemlerindeki karanlık madde yığınlarının yerçekimi yoluyla sıradan maddeyi nasıl çektiğini, yıldızların oluşumuna neden olduğunu ve bugün gördüğümüz galaksileri nasıl yarattığını açıklıyor. Soğuk karanlık madde olarak adlandırılan karanlık madde parçacıklarının çoğunun ışık hızından çok daha yavaş hareket ettiği düşünüldüğünden, bu birikim süreci kademeli olarak gerçekleşecektir.
Ancak 13 milyar yıl önce, ilk galaksilerin oluşumundan önce, Büyük Patlama'dan gelen hidrojen ve helyum gazından oluşan sıradan madde ile karanlık madde birbirine göre hareket ediyordu. Gaz, galaksileri oluşturmak için onu içeri çekmesi gereken, daha yavaş hareket eden karanlık maddenin yoğun çalılıklarının arasından süpersonik hızlarda akıyordu.
UCLA doktora öğrencisi ve makalenin ilk yazarı Claire Williams, "Aslında, akışı hesaba katmayan modellerde olan tam olarak budur" dedi. "Gaz, karanlık maddenin çekim kuvveti tarafından çekilir, o kadar yoğun kümeler ve düğümler oluşturur ki hidrojen füzyonu meydana gelebilir ve böylece güneşimiz gibi yıldızlar oluşur." Ancak Williams ve UCLA fizik ve astronomi profesörü Smadar Naoz liderliğindeki ABD, İtalya ve Japonya'dan bir grup astrofizikçiden oluşan Süpersonik Proje ekibindeki ortak yazarlar, karanlık ve sıradan madde arasındaki farklı hızların akış etkisini ekleyip eklemediklerini buldular. Simülasyonlar sonucunda gaz karanlık maddeden çok uzağa indi ve yıldızların oluşması hemen engellendi. Milyonlarca yıl sonra biriken gaz galaksiye geri düştüğünde, bir anda büyük bir yıldız oluşumu patlaması meydana geldi. Bu galaksiler bir süre için sıradan küçük galaksilere göre çok daha fazla genç, sıcak ve parlak yıldıza sahip oldukları için çok daha parlak parlıyorlardı.
Williams, "Akıntı en küçük gökadalarda yıldız oluşumunu baskılarken, aynı zamanda cüce gökadalarda yıldız oluşumunu da arttırarak onların evrenin akmayan kısımlarını gölgede bırakmasına neden oldu" dedi. "Webb teleskobunun evrende galaksilerin bu hızla daha parlak ve daha parlak olacağı bölgeleri bulabileceğini tahmin ediyoruz. Bu kadar parlak olmaları gerçeği, teleskopun, Büyük Patlama'dan yalnızca 375 milyon yıl sonra tespit edilmesi son derece zor olan bu küçük galaksileri keşfetmesini kolaylaştırabilir." Karanlık maddeyi doğrudan incelemek imkansız olduğundan, erken evrendeki parlak gökada parçalarını araştırmak, karanlık madde hakkındaki teoriler için etkili bir test sunabilir; ancak bu teoriler şu ana kadar sonuçsuz kalmıştır.
"Evrenin erken dönemlerinde küçük, parlak galaksi parçalarının keşfi, soğuk karanlık madde modeliyle doğru yolda olduğumuzu doğrulayacaktır çünkü yalnızca iki tür madde arasındaki hız, aradığımız galaksi tipini üretebilir. " dedi Howard ve Astrid Preston Astrofizik Profesörü Naoz.
Önemli Noktalar
James Webb Uzay Teleskobu'ndan alınan neredeyse 1,000 ayrı görüntü dosyasından oluşturulan, beş gökadanın görsel bir gruplaması olan Stephan Beşlisi'nin bir bileşimi. UCLA astrofizikçileri, eğer soğuk karanlık madde teorileri doğruysa, Webb teleskopunun evrenin erken dönemlerindeki küçük, parlak galaksileri bulması gerektiğine inanıyor. (Resim: NASA) Cüce galaksiler olarak da adlandırılan küçük galaksiler, evrenin her yerinde bulunur ve genellikle en eski galaksi türünü temsil ettikleri düşünülür. Bu nedenle küçük galaksiler, evrenin kökenini inceleyen bilim insanları için özellikle ilgi çekicidir. Ancak buldukları küçük galaksiler, bulmaları gerektiğini düşündükleri galaksilerle her zaman eşleşmez. Samanyolu'na en yakın olanlar daha hızlı dönüyor veya simülasyonlardaki kadar yoğun değiller; bu da modellerin gaz-karanlık madde etkileşimleri gibi bazı şeyleri atlamış olabileceğini gösteriyor. Yeni araştırma yayınlandı Astrofizik Dergi Mektupları (“Süpersonik Proje: JWST UV Parlaklık Fonksiyonunun Zayıf Ucunu Aydınlatmak”), gazla karanlık madde etkileşimlerini ekleyerek simülasyonları geliştiriyor ve bu sönük galaksilerin, evrenin tarihinin başlarında, henüz oluşmaya başladıkları dönemde beklenenden çok daha parlak olabileceğini buluyor. Yazarlar, bilim adamlarının Webb teleskopu gibi teleskopları kullanarak beklenenden çok daha parlak küçük galaksiler bulmaya çalışmaları gerektiğini öne sürüyor. Eğer sadece soluk olanları bulurlarsa, karanlık madde hakkındaki bazı fikirleri yanlış olabilir.
Karanlık madde, elektromanyetizma veya ışıkla etkileşime girmeyen bir tür varsayımsal maddedir. Bu nedenle optik, elektrik veya manyetizma kullanarak gözlem yapmak imkansızdır. Ancak karanlık madde yerçekimi ile etkileşime giriyor ve varlığı, tüm gözlemlenebilir evreni oluşturan sıradan madde üzerindeki yerçekimi etkilerinden anlaşılıyor. Evrendeki maddenin %84'ünün karanlık maddeden oluştuğu düşünülse de hiçbir zaman doğrudan tespit edilememiştir.
Tüm galaksiler geniş bir karanlık madde halesiyle çevrilidir ve bilim insanları, karanlık maddenin onların oluşumu için gerekli olduğunu düşünüyor. Astrofizikçilerin galaksi oluşumunu anlamak için kullandıkları "standart kozmolojik model", evrenin çok erken dönemlerindeki karanlık madde yığınlarının yerçekimi yoluyla sıradan maddeyi nasıl çektiğini, yıldızların oluşumuna neden olduğunu ve bugün gördüğümüz galaksileri nasıl yarattığını açıklıyor. Soğuk karanlık madde olarak adlandırılan karanlık madde parçacıklarının çoğunun ışık hızından çok daha yavaş hareket ettiği düşünüldüğünden, bu birikim süreci kademeli olarak gerçekleşecektir.
Ancak 13 milyar yıl önce, ilk galaksilerin oluşumundan önce, Büyük Patlama'dan gelen hidrojen ve helyum gazından oluşan sıradan madde ile karanlık madde birbirine göre hareket ediyordu. Gaz, galaksileri oluşturmak için onu içeri çekmesi gereken, daha yavaş hareket eden karanlık maddenin yoğun çalılıklarının arasından süpersonik hızlarda akıyordu.
UCLA doktora öğrencisi ve makalenin ilk yazarı Claire Williams, "Aslında, akışı hesaba katmayan modellerde olan tam olarak budur" dedi. "Gaz, karanlık maddenin çekim kuvveti tarafından çekilir, o kadar yoğun kümeler ve düğümler oluşturur ki hidrojen füzyonu meydana gelebilir ve böylece güneşimiz gibi yıldızlar oluşur." Ancak Williams ve UCLA fizik ve astronomi profesörü Smadar Naoz liderliğindeki ABD, İtalya ve Japonya'dan bir grup astrofizikçiden oluşan Süpersonik Proje ekibindeki ortak yazarlar, karanlık ve sıradan madde arasındaki farklı hızların akış etkisini ekleyip eklemediklerini buldular. Simülasyonlar sonucunda gaz karanlık maddeden çok uzağa indi ve yıldızların oluşması hemen engellendi. Milyonlarca yıl sonra biriken gaz galaksiye geri düştüğünde, bir anda büyük bir yıldız oluşumu patlaması meydana geldi. Bu galaksiler bir süre için sıradan küçük galaksilere göre çok daha fazla genç, sıcak ve parlak yıldıza sahip oldukları için çok daha parlak parlıyorlardı.
Williams, "Akıntı en küçük gökadalarda yıldız oluşumunu baskılarken, aynı zamanda cüce gökadalarda yıldız oluşumunu da arttırarak onların evrenin akmayan kısımlarını gölgede bırakmasına neden oldu" dedi. "Webb teleskobunun evrende galaksilerin bu hızla daha parlak ve daha parlak olacağı bölgeleri bulabileceğini tahmin ediyoruz. Bu kadar parlak olmaları gerçeği, teleskopun, Büyük Patlama'dan yalnızca 375 milyon yıl sonra tespit edilmesi son derece zor olan bu küçük galaksileri keşfetmesini kolaylaştırabilir." Karanlık maddeyi doğrudan incelemek imkansız olduğundan, erken evrendeki parlak gökada parçalarını araştırmak, karanlık madde hakkındaki teoriler için etkili bir test sunabilir; ancak bu teoriler şu ana kadar sonuçsuz kalmıştır.
"Evrenin erken dönemlerinde küçük, parlak galaksi parçalarının keşfi, soğuk karanlık madde modeliyle doğru yolda olduğumuzu doğrulayacaktır çünkü yalnızca iki tür madde arasındaki hız, aradığımız galaksi tipini üretebilir. " dedi Howard ve Astrid Preston Astrofizik Profesörü Naoz.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64556.php
