Araştırmacılar, NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu tarafından yakalanan 'küçük kırmızı noktaların' gizemini çözüyor.

The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlanan bir çalışmada, Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden yazarlar Fabio Pacucci ve Abraham (Avi) Loeb, evrenin en gizemli erken galaksilerinden bazıları olan 'küçük kırmızı noktalar' için yeni bir açıklama önerdiler. Bu galaksilerin, son derece nadir bir kozmik yapı olan çok yavaş dönen karanlık maddenin halelerinin bir sonucu olduğunu öne sürüyorlar.

James Webb Uzay Teleskobu'ndan (JWST) alınan derin uzay görüntülerinde keşfedilen bu sönük, yoğun nesneler, galaksilerin ve kara deliklerin erken evrende nasıl oluştuğuna dair bilimsel anlayışı sorgulatıyor.

Bu galaksiler , evrenin yalnızca bir milyar yaşında olduğu dönemde görülebiliyordu; ancak Pacucci'ye göre, muhtemelen çok daha önce, kozmik şafak olarak bilinen bir dönemde oluşmuşlardı. Tipik galaksilerin yaklaşık onda biri büyüklüğünde olmalarına rağmen, astronomik gözlemler alışılmadık bir parlaklık gösteriyor. Gökbilimciler, çarpıcı kırmızı renklerinin, tozla kaplı olduklarını veya yaşlı yıldızlarla dolu olduklarını gösterdiğine inanıyor.

Gökbilimciler, yıllardır bu cisimlerden gözlemlediğimiz ışığın yıldızlardan mı yoksa merkezdeki süper kütleli kara deliklerden mi kaynaklandığını tartışıyorlar.

Pacucci yaptığı açıklamada, "Küçük kırmızı noktalar, James Webb Uzay Teleskobu tarafından keşfedilmeden önce tamamen tespit edilemeyen uzak, oldukça kompakt kırmızı galaksilerdir," dedi. Bunlar, tartışmasız JWST'nin bugüne kadarki en şaşırtıcı keşfi. Çalışmalarımız, bunların çok düşük spinli karanlık madde halelerinde doğal olarak oluşabileceğini gösteriyor.

"Bu temel bir gizem," dedi Pacucci. "Eğer kara delikler içeriyorlarsa, bu kadar küçük galaksiler için devasa büyüklükteler. Ancak sadece yıldızlar içeriyorlarsa, galaksiler hepsini barındıramayacak kadar yoğundur ve akıl almaz merkezi yıldız yoğunluklarına ulaşırlar." Pacucci ve Loeb, parlak noktaları besleyen enerjiye odaklanmak yerine farklı bir yaklaşım benimsediler: Bu nesnelerin ilk etapta nasıl oluşabileceğini incelediler.

Karanlık madde haleleri, galaksilerin etrafında oluştuğu görünmez, dönen bir yapı iskelesidir. Yazarlar makalelerinde, parlak noktaların spin dağılımının en düşük %1'lik dilimindeki halelerde oluştuğunu gösteriyor. Başka bir deyişle, halelerin %99'u bunlardan daha hızlı döner. Bu düşük spinli haleler doğal olarak son derece yoğun galaksiler yaratır. Bir panayırdaki salınımlar gibi, hale ne kadar hızlı dönerse, o kadar uzar ve merkezinde oluşan galaksinin genişlemesine neden olur; aynı şekilde, yavaş bir dönüş, salınımların yarıçapını daha küçük tutar.

Bu hipotez aynı zamanda parlak noktaların neden nispeten nadir olduğunu da açıklıyor: Bunlar tipik galaksilerin sayısının yalnızca %1'ini temsil ediyor, ancak bazı galaksilerin merkezlerinde parlayan son derece parlak süper kütleli kara delikler olan kuasarlardan daha yaygınlar.

Ayrıca, erken evrende parlak noktaların neden yalnızca milyarlarca yıl gibi kısa bir süre gözlemlenebildiğini açıklamaya da yardımcı oluyor. Evren evrimleştikçe, karanlık madde haleleri büyüyüp daha büyük açısal momentum kazanarak, kompakt, düşük dönüşlü galaksilerin oluşmasını zorlaştırıyor .

Loeb, "Karanlık madde haleleri bir dönme hızıyla karakterize edilir: bazıları çok yavaş dönerken, diğerleri daha hızlı döner," dedi. "Küçük kırmızı noktaların genellikle karanlık madde halelerinin dönüş dağılımının ilk yüzdelik diliminde olduğunu varsayarsak, tüm gözlemsel özelliklerinin açıklandığını gösteriyoruz."

Makalede küçük kırmızı noktaların yıldızlardan mı yoksa kara deliklerden mi güç aldığına değinilmese de, bunların hızlı yıldız veya kara delik büyümesi için ideal ortamlar olduğu öne sürülüyor: Pacucci, "Düşük dönüşlü haleler kütleyi merkezde yoğunlaştırma eğilimindedir ve bu da bir kara delik veya hızlı yıldız oluşumu tarafından madde birikimini kolaylaştırır" sonucuna varıyor.