Gökbilimciler 1950’lerde tüm gökyüzü radyo araştırmalarında nokta benzeri nesneler keşfettiklerinde, onları nasıl kategorize edeceklerinden emin değillerdi. Yıldızlar mı, galaksiler mi – yoksa tamamen başka bir şey mi? Harika, yeni bir keşif alanı açıldı. Bu yıldız benzeri radyo kaynakları kuasarlar olarak bilinir hale geldi ve bugün onların gerçekte ne kadar büyüleyici olduklarını daha iyi anlıyoruz: Kuasarlar kendilerini ışık gösterileriyle ortaya çıkaran aktif süper kütleli kara deliklerdir. Gaz ve toz yörüngesinde dönen bu süper kütleli kara delikler, tespit edebileceğimiz ısı ve ışık yaratmak için sürekli olarak birbirine sürtünür.

Şu anda bilinen en uzak üç kuasar 2018’den beri keşfedildi – her biri 13 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor. bu James Webb Uzay Teleskobu araştırmacılara bu nesnelerin yüksek çözünürlüklü kızılötesi ışıkta yeni görünümlerini sunacak. Bu güçlü verilerle bir araştırma ekibi, karadeliklerinin kütle hesaplamalarını hassaslaştırmayı, ev sahibi gökadalardaki yıldızları detaylandırmayı ve çevrelerindeki gökadaları araştırmayı hedefliyor. Dahası, araştırmaları evrenin bu erken dönemini nasıl gördüğümüzü etkileyebilir.

James Webb Uzay Teleskobunun Sanatçı Anlayışı

James Webb Uzay Teleskobu’nun sanatçı anlayışı. Kredi: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

NASA’nın Webb’iyle Antik Süper Kütleli Kara Delikleri Keşfetmek

Çok uzak, aktif süper kütleli kara delikler, evrendeki en parlak işaretlerdir. Kuasarlar olarak bilinen bu devler, eşit uzaklıkta galaksilerle çevrilidir. Son yıllarda, araştırmacılar kozmik bir hazine avına çıktılar ve son üç yılda bilinen en uzak üç kuasar belirlediler – her biri Dünya’dan 13 milyar ışıkyılı uzaklıkta. Gökbilimciler, süper kütleli kara deliklerin ve onlara eşlik eden galaksilerin oluşmasının milyarlarca yıl alabileceğini teorize ediyorlar. Evrenin ilk 700 milyon yılında bu kuasarların milyarlarca güneş kütlesi ile bu kadar devasa hale gelmeleri nasıl mümkün olabilir? Parıltılarının ötesini görebildiğinizde, onlara eşlik eden galaksiler neye benziyor? Ve onların “mahalleleri” neye benziyor?

Bunlar, Arizona Üniversitesi’nden Xiaohui Fan ve Jinyi Yang ile Almanya’nın Heidelberg kentindeki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden Eduardo Bañados’un uluslararası bir gökbilimciler ekibiyle birlikte James Webb Uzay Teleskobu tarafından alınan gözlemlerle takip edecekleri sorular. . Fan, “Bunlar gerçekten değerli nesneler” dedi. “Bu programı, ekibimizin ve daha büyük astronomik topluluğun bu kuasarları tam olarak keşfedebilmesi için düşünebildiğimiz her şeyi öğrenecek şekilde yapılandırdık.”

Webb’in kızılötesi ışığa duyarlılığı – yalnızca uzaydan yakalanabilen orta kızılötesi dalga boyları da dahil olmak üzere – ekibin, ışığı 13 milyar yıldır seyahat eden ve dalga boylarını ultraviyole ve görünür ışıktan kızılötesi ışığa uzatan bu nesneleri gözlemlemesine izin verecektir. . Webb, bu uzak nesnelerdeki karmaşık yapıları ortaya çıkaracak eşsiz bir hassasiyete ve uzamsal çözünürlüğe sahiptir.

Ekip, verileri üç ölçekte gözlemlemeyi ve analiz etmeyi planlıyor: kuasarların kendilerini yakından incelemek, kuasarların ışığını kaldırdıktan sonra çevredeki ev sahibi gökadalardaki yıldızları incelemek ve yakınlardaki gökadaları sınıflandırmak. Bañados, “Bu kuasarlar çok özel nesneler” diye açıkladı. “Bu yüzden Webb ile her birinin mümkün olan en iyi karakterizasyonunu sağlamak istiyoruz.”

Erken Evrende Kuasar

Erken evrendeki bir kuasarın illüstrasyonu. Araştırmacılar, James Webb Uzay Teleskobu ile ilk kez üç parlak kuasarın etrafını saran galaksileri ayrıntılı olarak inceleyecekler. Kredi: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

Yakınlaştırma ve uzaklaştırma

Fan, Yang ve Bañados hiçbir fırsatı kaçırmıyorlar: Bu kuasarları gözlemlemek için Webb’deki hemen hemen her mevcut enstrümanı kullanacaklar. İlk olarak, her bir süper kütlenin kütle ölçümlerini iyileştirecekler. Kara delik. Yang, “Bu kara deliklerin varlığı teorik modellere meydan okuyor” dedi. “Nasıl oluştuklarını ve bu kadar hızlı büyüdüklerini anlamamızı geliştirmek için kütlelerinin daha doğru ölçümlerini elde etmek istiyoruz.”

Diğer gözlemevlerinden alınan mevcut ölçümlerin kesinliğini artırmak için, Webb’in Yakın Kızılötesi Spektrografı (NIRSpec) tarafından sağlanan, kütle ve kimyasal bileşim de dahil olmak üzere bir nesnenin fiziksel özelliklerini ayrıntılandıran veriler olan spektrumlara yönelecekler. Bu, ekibin daha doğru kara delik kütleleri üretmesini sağlayacak.

Daha sonra, kuasarların parlak ışığının arkasındaki galaksileri ortaya çıkarmaya odaklanacaklar. Webb’in Yakın Kızılötesi Kamerası (NIRCam) ile her bir hedefin çok derin ve ayrıntılı görüntülerini alacaklar ve ardından kuasarların ışığını her birinden çıkarmak için bilgisayar modelleri kullanacaklar. Nihai, işlenmiş görüntüler, onlara ev sahibi galaksilerdeki yıldızlardan gelen ışığın ilk görüntülerini verecektir. Ekip ayrıca Webb’in Orta Kızılötesi Enstrümanı (MIRI) ile spektrum elde edecek. Kimse ne öğreneceklerini tam olarak tahmin edemez. Bu eski galaksiler daha kompakt mıydı? Yıldızları hidrojen ve helyumdan fazlasını mı içeriyor? Webb kesinlikle yeni anlayışlar getirecek!

Ekip ayrıca, ev sahibi galaksilerde gazın nasıl hareket ettiğini izlemek ve aktif süper kütleli kara deliklerin galaksilerin gazını ısıtan sıcak rüzgarlar gönderip göndermediğini belirlemek için hem kuasarların hem de ev sahibi galaksilerin spektrumlarını elde edecek. Hiç kimse gerçek zamanlı olarak tam bir geri bildirim döngüsünü izleyemese de (milyonlarca yıl sürer!), NIRSpec ile mevcut olanı örnekleyebilir ve kuasarlar ile ev sahibi gökadalar arasındaki bağlantıları gözlemlemeye başlayabilirler.

Ayrıca bu kuasarların yakınındaki galaksileri görmek için “uzaklaşacaklar”. Webb’in geniş, yüksek çözünürlüklü gözlemleri, ekibin Webb’in Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrografı (NIRISS) ve NIRCam kullanarak çevredeki galaksileri karakterize etmesine yardımcı olacak.

Yeniden İyonlaşma Dönemi

13 milyar yıldan fazla bir süre önce, Yeniden İyonlaşma Çağı sırasında, evren çok farklı bir yerdi. Galaksiler arasındaki gaz, enerjik ışığa karşı büyük ölçüde opaktı ve genç galaksileri gözlemlemeyi zorlaştırıyordu. Evrenin tamamen iyonize veya şeffaf hale gelmesine ve nihayetinde bugün evrenin çoğunda tespit edilen “net” koşullara yol açmasına ne izin verdi? James Webb Uzay Teleskobu, evrenin tarihindeki bu büyük geçişi anlamamıza yardımcı olmak için Yeniden İyonlaşma Çağı sırasında var olan nesneler hakkında daha fazla bilgi toplamak için uzayın derinliklerine bakacak. Kredi: NASA, ESA, Joyce Kang (STScI)

Son olarak, araştırmacılar kuasarların etrafındaki büyük ölçekli ortamları da örnekleyecekler – gaz ve tozun özellikleri. Büyük patlamadan 700 veya 800 milyon yıl sonra evren nasıldı? Bu, galaksiler arasındaki gazın büyük ölçüde opak olduğu, Yeniden İyonlaşma Çağı olarak bilinen bir dönemdi (yukarıdaki resme bakın). Ancak evrenin ilk milyar yılından sonra gaz tamamen şeffaf hale geldi ve ışığın daha kolay hareket etmesine izin verdi. Ekip, bizimle kuasarlar arasındaki her şeyi NIRSpec ile ölçecek. Bañados, “Bu kuasarların, evren yaklaşık yüzde elli nötrken var olduğunu biliyoruz,” diye açıkladı. “Bu hedefler, evrenin önemli bir çağını temsil ediyor – esasen bu geçişin zirvesi. Webb, bu dönemin nasıl olduğuna dair yeni kısıtlamalar sağlayacak.”

Fan, Yang ve Bañados, erken evrendeki kuasarların genel araştırmasını hızlandırmak için astronomik topluluğa veri ve araçlar sunarak bu kapsamlı gözlem programının zenginliklerini paylaşacaklar. Fan, “Webb, bu nesneleri anlamada bir sonraki kuantum sıçramasını yapmamıza yardımcı olacak” dedi.

Bu araştırma, Webb’in ikili anonim inceleme sistemi kullanılarak rekabetçi bir şekilde seçilen Genel Gözlemci (GO) programlarının bir parçası olarak gerçekleştirilecektir. Hubble uzay teleskobu.

James Webb Uzay Teleskobu, 2021’de fırlatıldığında dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevi olacak. Webb güneş sistemimizdeki gizemleri çözecek, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyaların ötesine bakacak ve evrenimizin ve yerimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini araştıracak. içinde. Webb tarafından yönetilen uluslararası bir programdır. NASA ortakları ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı ile birlikte.





#NASAnın #Webb #Uzay #Teleskobu #ile #Aktif #Süper #Kütleli #Kara #Delikler #Keşfi