Bilinen En Uzak Galakside Oksijen Keşfedildi

James Webb tarafından geçen yıl keşfedilmiş olan, Fornax takım yıldızında bulunan, bilinen en uzak gökada-astronomik nesne JADES-GS-z14-0 bize kadar uzakta ki, ışığının bize ulaşması 13,4 milyar yıl sürdü; bu da onu evrenin 300 milyon yaşından daha küçük olduğu zamanki haliyle gördüğümüz anlamına geliyor; bu da şu anki yaşının yaklaşık %2'si. Aşağıdaki video JADES-GS-z14-0'a yapılan bir yakınlaştırma videosudur.

ALMA teleskoplarıyla yapılan gözlemler, bu galakside [OIII] 88 mikron (µm) dalga boyunda oksijen emisyon çizgisinin 6.6σ(İstatistiksel olarak yüksek güven düzeyi) düzeyinde tespit edildiğini göstermektedir.

Emisyon Çizgisi Nedir?

Bir gaz (örneğin oksijen), yüksek enerjiyle uyarıldığında (örneğin bir yıldızdan gelen ışıkla), içindeki atomlar enerji alır ve sonra bu enerjiyi belli dalga boylarında ışık (foton) olarak geri yayar. Bu yayılan ışık, tayfta parlak bir çizgi gibi görünür. Buna emisyon çizgisi denir. Her elementin emisyon çizgileri, parmak izi gibi kendine özgüdür. Bu sayede, o çizgiye bakarak hangi elementin orada bulunduğunu anlayabiliriz.

🧪 [OIII] ne anlama geliyor?

[OIII] ifadesi, iki kez iyonlaşmış oksijen (O²⁺) anlamına gelir. Bu özel tür oksijen, evrende çok sıcak ve enerjik ortamlarda (örneğin yıldız oluşum bölgelerinde) bulunur.

Bu çıktının, galaksinin erken gelişim aşamasında kozmik tarihte bilim insanlarının beklediğinden çok daha fazla kimyasal olarak gelişmiş olduğunu gösteriyor. Çalışmanın başındaki kişiler tarafından sonuçların, galaksinin çok hızlı oluştuğunu ve aynı zamanda hızla olgunlaştığını gösteriyor ve galaksilerin oluşumunun beklenenden çok daha hızlı gerçekleştiğine dair giderek artan kanıtlara bir yenisini eklediğini belirtmiş. Normalde bir galaksinin olgunlaşması (yani karmaşık yapılar ve ağır elementler geliştirmesi) uzun bir zaman alır. Ama bu galaksi, kısa sürede oksijen gibi ağır elementleri barındıracak kadar gelişmiş olduğuna işaret ediyor. Bu gözlem, galaksilerin evrimi hakkındaki klasik düşünceleri sarsıyor. Bazı galaksiler, evrenin düşündüğümüzden daha erken dönemlerinde bile oldukça karmaşık ve gelişmiş olabiliyor.

Galaksiler, evrimlerinin erken dönemlerinde çoğunlukla hidrojen ve helyum gibi hafif elementlerden oluşan genç yıldızlarla başlar. Yıldızlar yaşlandıkça ve öldüklerinde, patlamaları sonucunda çevrelerine oksijen gibi daha ağır elementler saçarlar. Ancak, ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) tarafından yapılan iki ayrı gözlem, JADES-GS-z14-0 adlı galaksinin beklenenden yaklaşık 10 kat daha fazla ağır element içerdiğini ortaya koydu. Bu durum, evrenin ilk 300 milyon yılı içinde gerçekleşen kimyasal zenginleşmenin bugüne dek düşünülenden çok daha hızlı olduğunu gösteriyor.

ALMA’nın yaptığı yüksek hassasiyetli gözlemler sayesinde, galaksideki [OIII]88 mikron (µm) çizgisi 6.6σ düzeyinde tespit edilerek galaksinin kırmızıya kayması (redshift) z = 14.1793 ± 0.0007 olarak belirlendi. Bu, önceki JWST/NIRSpec ölçümüne kıyasla yaklaşık 180 kat daha yüksek bir doğruluk sunuyor ve önceki z = 14.32 (+0.08, −0.20) tahminiyle de tutarlı. Böylece, galaksinin uzaklığı sadece %0,005'lik bir hata payıyla, yani Dünya’dan 1 kilometre uzaktaki bir nesnenin konumunu 5 santimetrelik hassasiyetle belirlemekle kıyaslanabilecek olağanüstü bir doğrulukla ölçülmüş oldu.

Ek olarak, galakside toz sürekliliği tespit edilememiş, bu da yıldız kütlesine göre toz oranının oldukça düşük (< 2 × 10⁻³) olduğunu ve tozun büyük ölçüde süpernova patlamalarından kaynaklandığını düşündürüyor. Buna rağmen, JWST'nin orta kızılötesi gözlemleri ve yapılan modellemeler, galaksinin şaşırtıcı biçimde metal açısından zengin olduğunu gösteriyor (Z yaklaşık 0.05 ila 0.2 Güneş metalikliğinde). Bu da, erken evrendeki galaksilerin beklenenden çok daha hızlı geliştiğine dair güçlü bir kanıt sunuyor.