Evren 2,1 Milyar Yaşındayken Oluşan Dev Yapı: COSMOS-z3.1-A

Kozmik geçmişten dev bir yapı

Uluslararası bir gökbilimci ekibi, COSMOS-z3.1-A adlı olağanüstü büyük bir proto-süperküme — yani henüz oluşumunu tamamlamamış bir galaksi süperkümesi atası — tespit etti. Yapı, evrenin yalnızca yaklaşık 2,1 milyar yaşında olduğu, kırmızıya kaymasının 3,1 olduğu bir dönemde görülüyor. Bu özelliğiyle, şimdiye dek bilinen en uzak galaksi süperkümesi öncülü kabul ediliyor. 912

Yapının tahmini kütlesi Samanyolu’nun yaklaşık 5.000 katı. Bu, bugün gözlediğimiz en büyük galaksi kümelerinin nasıl daha küçük yapıların birleşmesiyle ortaya çıktığını doğrudan incelemek için ender bir fırsat sunuyor. 9

Tek parça bir küme değil

COSMOS-z3.1-A, sakinleşmiş ve küresel biçimde dağılmış tek bir galaksi kümesi değil. Araştırmacılar, birbirine kozmik ağın ipliksi yapılarıyla bağlanan birden fazla yoğun proto-küme çekirdeği tespit etti. Bu iplikçiklerin, maddeyi yoğun bölgelerin içine taşıyarak yapının büyümesini beslediği düşünülüyor. 212

Bu görünüm, evrendeki büyük yapıların oluşumuna ilişkin “aşağıdan yukarıya” ya da hiyerarşik büyüme modeline uyuyor: Önce daha küçük karanlık madde haleleri ve galaksi grupları oluşuyor; ardından bunlar birleşiyor ve kozmik ağ boyunca gelen maddeyi toplayarak dev kümelere dönüşüyor. COSMOS-z3.1-A, bu sürecin henüz tamamlanmamış bir aşamasını gösteriyor. 212

Gelecekte Coma Kümesi’ni geçebilir mi?

Yoğunluk ölçümlerine dayalı simülasyonlar ve “torun kütlesi” tahminleri, COSMOS-z3.1-A’nın günümüzde Coma Kümesi’nden daha kütleli bir küme sistemine evrilebileceğini gösteriyor. Coma Kümesi, yakın evrendeki en büyük bilinen galaksi kümelerinden biri olarak kabul ediliyor. 212

Ancak bu, yapının gelecekteki kütlesinin doğrudan ölçülmüş olduğu anlamına gelmiyor. Söz konusu sonuçlar, günümüzdeki benzer yapıların evrimini modelleyen hesaplamalara dayanıyor; dolayısıyla model varsayımlarına bağlı belirsizlik taşıyor. 24

Yapı nasıl haritalandı?

Araştırmada ODIN taramasından yararlanıldı. Ekip, uygun uzaklıktaki Lyman-alfa ışıması yayan galaksilerin yoğunlaştığı bölgeleri belirledi; ardından tayfsal gözlemlerle bu galaksilerin uzaklıklarını doğrulayıp yapının üç boyutlu dağılımını çıkardı. ODIN’in erken verileri, z=3,1 dönemindeki proto-kümeler ve çevrelerindeki kozmik ağı incelemek için kullanılıyor. 48

Bu tür üç boyutlu haritalar, gökyüzünde üst üste görünmüş olabilecek galaksileri ayırmak ve gerçekten aynı dev yapının parçaları olup olmadıklarını göstermek açısından kritik önem taşıyor.

JWST’nin “gizli küçük yıldızlar” sonucu ile bağlantısı ne?

James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) ayrı bir çalışması, bazı erken dönem büyük galaksilerde beklenenden daha fazla sönük ve düşük kütleli yıldız bulunabileceğine işaret etti. Bu durum, bazı galaksilerin tahmin edilen yıldız kütlelerini yaklaşık üç ila dört kat artırabilir. 1013

İki sonuç birbiriyle doğrudan aynı şeyi ölçmüyor: COSMOS-z3.1-A, galaksilerin içinde bulunduğu büyük ölçekli çevreyi ve madde akışını anlatıyor; JWST sonucu ise tek tek galaksilerin yıldız içeriğine odaklanıyor. Buna rağmen, kozmik ağın yoğun kavşaklarında yer alan ve sürekli madde akışı alan ortamlar, galaksilerin hızla büyümesi için makul bir çerçeve sunuyor. Yine de bu çevre tek başına, galaksilerin yıldızlarını ne kadar verimli oluşturduğunu veya düşük kütleli yıldız oranının neden yüksek olabileceğini açıklamıyor.

Sıradaki adım

Rubin Gözlemevi’nin LSST araştırması, geniş bir gökyüzü alanını derin ve çok bantlı görüntülerle tekrar tekrar tarayacak. Bu veriler, uzak evrendeki aday aşırı yoğun bölgelerin ve proto-kümelerin sayısını önemli ölçüde artırabilir. Ancak yapıların gerçek üç boyutlu konumlarını ve evrimini kesinleştirmek için tayfsal gözlemler gerekli olmaya devam edecek. Rubin Gözlemevi LSST operasyonlarına başladı. 1