Webb, erken evrende çok sayıda antik yıldız içeren devasa, hareketsiz bir galaksiyi keşfeder

Baryonların ve soğuk karanlık madde halelerinin birleşik aşamalı hiyerarşik birleşimiyle galaksilerin oluşumu, modern astrofiziğin temelini oluşturan temel bir modeldir ve erken kozmik çağlarda büyük kütleli galaksilerin sayısında güçlü bir düşüş öngörür. Büyük Patlama'dan 1-2 milyar yıl sonra son derece büyük hareketsiz galaksiler gözlemlendi. Bunlar teorik modeller için oldukça sınırlayıcıdır çünkü 300 ila 500 milyon yıl önce oluşmuşlardır ve bu erken dönemde yalnızca bazı modeller devasa galaksiler oluşturabilmektedir. Yeni keşfedilen hareketsiz gökada ZF-UDS-7329'un spektrumu, çok daha eski yıldız kümelerinin tipik özelliklerini ortaya koyuyor. Ayrıntılı modelleme, yıldız kümelerinin yaklaşık 1,5 milyar yıl önce, standart senaryoda yeterli ana kütleye sahip karanlık madde halelerinin birikmediği bir dönemde oluştuğunu göstermektedir. Bu gözlem, keşfedilmemiş erken gökada kümelerinin varlığına ve erken yıldız kümeleri, gökada oluşumu ve/veya karanlık maddenin doğasına ilişkin anlayışımızda büyük boşlukların olasılığına işaret edebilir.

Galaksi oluşumu, modern astrofizik tarafından desteklenen ve erken kozmik çağlarda büyük kütleli galaksilerin sayısında güçlü bir düşüş öngören temel bir modeldir.

Son derece büyük kütleli, hareketsiz galaksiler, önceki teorik modellere meydan okuyan Büyük Patlama'dan 1-2 milyar yıl kadar erken bir zamanda bile gözlemlenebilmektedir.

Swinburne Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Karl Glazebrook şunları söyledi: “Bu özel galaksiyi yedi yıldır takip ediyoruz ve yaşını öğrenmek için onu dünyadaki en büyük iki teleskopla gözlemleyerek saatler harcadık.”

“Ama o kadar kırmızı ve o kadar soluktu ki ölçemedik. Sonunda yerden çıkıp ne olduğunu doğrulamak için bir Webb kullanmak zorunda kaldık.”

“Bu, 2010 yılında başlattığımız ve bu galaksinin alışılmadık bir galaksi olarak tanımlanmasına yol açan kızılötesi gökyüzü araştırmalarından, doğrulamaya çalıştığımız ancak başarısız olduğumuz Keck ve Çok Büyük Teleskop'ta geçirdiğimiz uzun saatlere kadar, büyük ölçüde bir ekip çalışmasıydı. ta ki geçen yıla kadar, Web verilerinin nasıl işleneceğini ve bu spektrumun nasıl analiz edileceğini bulmak için muazzam miktarda çaba harcadık.

Swinburne Teknoloji Üniversitesi'nden gökbilimci Dr Themia Nanayakkara şunları söyledi: “Artık evrenin derinliklerinde var olan en eski barışçıl mega canavarları doğrulamak için mümkün olanın ötesine geçiyoruz.”

“Bu, galaksilerin nasıl oluştuğuna ve geliştiğine dair mevcut anlayışımızın sınırlarını zorluyor.”

“Şimdi asıl soru, bunların evrenin bu kadar erken bir döneminde nasıl bu kadar hızlı oluştukları ve hangi gizemli mekanizmaların, evrenin geri kalanında aniden yıldız oluşturmalarını önlediğidir.”

“Galaksi oluşumu büyük ölçüde karanlık maddenin nasıl yoğunlaştığıyla belirlenir.”

“Bu çok büyük galaksilerin evrenin bu kadar erken dönemlerindeki varlığı, standart kozmoloji modelimize büyük zorluklar teşkil ediyor.”

“Bunun nedeni, bu devasa galaksilere ev sahipliği yapan devasa karanlık madde yapılarının henüz oluşmak için yeterli zamana sahip olmadığına inanmamamızdır.”

“Bu galaksilerin ne kadar yaygın olduğunu anlamak ve bu galaksilerin gerçekte ne kadar büyük olduğunu anlamamıza yardımcı olmak için daha fazla gözlem gerekiyor.”

Profesör Glazebrook şunları söyledi: “Bu, karanlık madde fiziği anlayışımızda yeni bir atılım olabilir.”

“Webb, büyük kütleli gökadaların erken dönemde oluştuğuna dair giderek artan kanıtlar buldu.”

“Bu sonuç, bu fenomen için yeni bir rekor kırıyor. Çok çarpıcı olmasına rağmen sadece bir nesne. Ancak daha fazlasını bulmayı umuyoruz; eğer bunu yaparsak galaksi oluşumuyla ilgili fikirlerimizi bozar.”

Keşif A'da bildirildi kağıt Bu hafta dergide yayınlandı doğa.

_____

K. Glazebrook ve diğerleri. Yıldızları z ~ 11'de oluşan devasa bir galaksi. doğa14 Şubat 2024'te çevrimiçi olarak yayınlandı; doi: 10.1038/s41586-024-07191-9