Gökbilimciler, erken evrendeki en büyük galaksilerden bazılarının gizlice bir sürü küçük yıldız biriktirdiğini ve bunun da onları önceden düşünülenden dört kata kadar daha büyük yapabileceğini keşfetti. Bu, komşunuzun mütevazı çiftlik evinin gizli bir yeraltı konağı olduğunu öğrenmek gibi.

Penn State dahil araştırmacıların yer aldığı uluslararası ekip, bulgularını Nature Astronomy'de yayınlayarak, ilk galaksilerin nasıl oluştuğunu ve evrimleştiğini anlamaya çalışan bilim insanlarına bir baş ağrısı daha ekledi.

NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu'nu (JWST) kullanan araştırmacılar, milyarlarca yıl önce yeni yıldız üretmeyi bırakmış dokuz büyük, olgun galaksiye baktı. JWST'nin uzak evrene ilişkin gözlemlerini, Çok Büyük Teleskop'tan alınan daha önceki yer tabanlı verilerle birleştirdiler - çünkü iki güçlü teleskop varken neden bir tane kullanasınız?

İlk kez, bu akıl almaz uzaklıklardaki galaksilerdeki küçük, sönük yıldızların ve daha büyük, parlak yıldızların göreceli sayılarını güvenilir bir şekilde tahmin edebildiler.

"Bu galaksiler farklı," dedi Penn State'te Dr. Keiko Miwa Ross Kariyer Ortası Doçenti ve makalenin ortak yazarı Joel Leja. "Bunlar, anlaşılması gerçekten zor bir şekilde farklılar, çünkü beklediğimizden daha büyükler - yani çok daha büyükler, beklediğimizden üç ya da dört kat daha fazla kütleye sahipler." Başka bir deyişle, evren bizi şaşırtmaya devam ediyor ve her zaman iyi bir şekilde değil.

Gökbilimciler, her galaksinin ışığını bir spektruma ayırarak hangi tür yıldızların mevcut olduğunu ortaya çıkaran renklerdeki küçük varyasyonları aradılar. İşin püf noktası: büyük, parlak yıldızlar spot ışığını üzerlerine çekerken, daha küçük yıldızlar utangaçtır ve fark edilmeleri zordur. Penn State araştırmacıları, bu galaksi sistemlerinden gelen ışığın modellenmesi için uzmanlık ve rehberlik sağladı.

"Bir galaksi bir şehir olsaydı, en parlak yıldızlar uzaktan hemen göze çarpan gökdelenler olurdu," dedi baş yazar Chloe Cheng, Leiden Üniversitesi'nden yakın zamanda mezun olmuş bir doktora öğrencisi. "Modellerimiz, çok daha fazla sayıda düşük kütleli yıldızın, gökdelenlerin arasında gizlenmiş evler gibi, bu nadir parlak yıldızlar tarafından gizlendiğini gösteriyor. Sonuç olarak, bu galaksi önceki tahminlerden çok daha büyük çıkıyor." Yani, temelde evren kozmik banliyölerle dolu.

Geleneksel olarak gökbilimciler, yıldızların evren genelinde kabaca benzer oranlarda oluştuğunu varsayıyorlardı, ancak bu bulgular bu uzun süredir devam eden varsayıma meydan okuyor. Erken evrendeki en büyük galaksiler, Samanyolu gibi daha küçük galaksilerden daha fazla düşük kütleli yıldızla dolu görünüyor.

Ortak yazar Martje Slob'a göre, Leiden Üniversitesi'nde doktora adayı, bir galaksi öne çıktı. Muhtemelen Büyük Patlama'dan bir buçuk milyar yıldan daha kısa bir süre sonra oluşmuş ve önceden hesaplanandan dört kata kadar daha büyük olabilir.

"Yakın zamana kadar bu tür ölçümler kesinlikle imkansızdı," dedi Slob. "Sadece çok uzak galaksileri büyütebilen bir teleskopa değil, aynı zamanda olağanüstü kalitede spektrumlara ve bu kozmik devlerin içinde gizlenmiş sönük, düşük kütleli yıldızların ince izlerini güvenilir bir şekilde tespit etmek için yeni analiz tekniklerine ihtiyacımız vardı." Çünkü görünüşe göre, evrenin en büyük galaksileri saklambaç oynamayı seviyor.

Bu bulgular, genç evrende galaksilerin nasıl geliştiğini anlamak için büyük önem taşıyor. JWST gözlem yapmaya başladığından beri, gökbilimciler Büyük Patlama'dan hemen sonra var olan şaşırtıcı derecede büyük ve olgun galaksileri defalarca buldular ve bu da mevcut galaksi oluşum modellerine baskı uyguladı.

"Bu keşif, erken evren anlayışımız için çok önemli çıkarımlara sahip," dedi Penn State Hesaplamalı ve Veri Bilimleri Enstitüsü'ne de bağlı olan Leja. "JWST'nin fırlatılmasından bu yana, gökbilimciler Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra zaten var olan şaşırtıcı derecede büyük ve olgun galaksiler buldular. Bu çok erken galaksilerin, çalışılan türdeki galaksilere dönüştüğü düşünülüyor."