NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu tarafından 2022'de keşfedilmelerinden bu yana, 'küçük kırmızı noktalar' (LRD'ler) gökbilimcilerin büyük ilgisini çekiyor. Bu son derece uzak, kompakt kırmızı kaynakların doğasını anlamak, bilim insanları için kafa karıştırıcı bir uğraş haline geldi.
Popüler bir teoriye göre, küçük kırmızı noktalar aktif galaktik çekirdekler olarak bilinen süper kütleli kara delikler. Ancak bu cisimler, yakınımızdaki aktif galaktik çekirdeklerden farklı özellikler sergiliyor. Evrenin erken dönemlerinde yüksek kırmızıya kayma değerlerinde bol miktarda bulunmalarına rağmen, daha düşük kırmızıya kayma değerlerinde sayıları hızla azalıyor. (Kırmızıya kayma ne kadar yüksekse, ışığın evrende kat ettiği mesafe de o kadar büyük oluyor.) Sayılardaki bu şaşırtıcı değişim, akıllara şu soruyu getiriyor: Evren olgunlaştıkça küçük kırmızı noktalara ne oluyor?
Arizona Üniversitesi Steward Gözlemevi'nden Pierluigi Rinaldi liderliğindeki bir araştırma ekibi, daha önceki çalışmalarını temel alarak 29 Temmuz'da The Astrophysical Journal'da yayımlanan yeni bir araştırmada, LRD'lerin evren yaşlandıkça izleyebileceği bir yol önerdi: Her ne kadar benzersiz bir galaksi popülasyonu gibi görünseler de, bu noktalar gözlemsel önyargıdan etkileniyor; yani mevcut teknolojiyle yüksek kırmızıya kayma değerlerinde bazı özellikler görülemiyor.
Bilim insanları, 'Saguaro' lakaplı sarmal galaksi WISEA J123635.56+621424.2'yi analiz ederek küçük kırmızı noktaların evren olgunlaştıkça izleyebileceği bir yol önerdi. Küçük kırmızı noktaların, oldukça aktif süper kütleli kara deliklerin geçici bir aşaması olabileceğini düşünüyorlar. Görsel: NASA, ESA, CSA, STScI, Pierluigi Rinaldi (Steward Observatory); Görsel İşleme: Alyssa Pagan (STScI)Araştırmacıların vardığı sonuçlar, daha düşük kırmızıya kayma değerine sahip sarmal galaksi WISEA J123635.56+621424.2'nin analizine dayanıyor. 'Saguaro' lakaplı bu galaksi, adını Güneybatı Amerika'daki Sonoran Çölü'ne özgü kaktüsün belirgin kollarından alıyor. Kırmızıya kayma değeri 2 olan ve Büyük Patlama'dan yaklaşık 3,3 milyar yıl sonrasına denk gelen bu galaksinin en ilginç özelliği, çöl bitkisinin yakut kırmızısı meyvesini anımsatan, küçük kırmızı nokta benzeri merkezi.
Araştırmanın ortak yazarı ve Arizona Üniversitesi'nden George Rieke, "Erken evrende yaratılan her şey, çevremizde gördüğümüz bir şeye dönüşmek zorunda. LRD'lerin neye dönüştüğü hakkında çok az fikrimiz vardı, ancak bu sonuçlar nihayet onların soyundan gelenleri nasıl bulacağımızı gösteriyor" dedi. NASA'nın emekli Spitzer Uzay Teleskobu tarafından yapılan önceki çalışmalar, Saguaro'nun da ait olduğu, düşük kırmızıya kayma değerindeki evrende tozla gizlenmiş kompakt galaksi popülasyonuna dair ilk ipuçlarını sağlamış ve NASA'nın Hubble ile James Webb uzay teleskoplarının yüksek çözünürlüklü analizlerinin önünü açmıştı.
Çalışmanın ortak yazarı ve Massachusetts, Cambridge'deki Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Fabio Pacucci, "Saguaro önemli çünkü prototip bir küçük kırmızı nokta ve düşük kırmızıya kayma değerinde bulduğumuz birkaç örnekten biri. Bu noktaların kozmik zaman içindeki yolunu incelemek için kullanılabilir" diye konuştu.
Rinaldi'nin birçok tarama boyunca incelediği binlerce kaynak arasında Saguaro, doğru yerde (Webb'in mikro deklanşör dizilerinden biri, spektroskopik veri almak için galaksinin çekirdeğinin üzerine mükemmel bir şekilde yerleştirilmişti) ve doğru zamanda (düşük kırmızıya kayma değerinde) bulunan bir örnekti. Ekip, sarmal galaksiyi elektromanyetik spektrum boyunca mümkün olduğunca geniş bir şekilde gözlemlemek için sırasıyla Hubble'ın morötesi ve Webb'in kızılötesi görüntüleme ile spektroskopik arşiv verilerini kullandı.
Çalışmanın ortak yazarı ve Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Zihao Wu, "Saguaro düşük kırmızıya kayma değerinde olduğu için, Webb ve Hubble ile ev sahibi galaksiyi çok yüksek çözünürlükte ve ayrıntılı olarak görebiliyoruz. Webb'in gözlemleri, galaksi ile onun küçük kırmızı nokta benzeri çekirdeğinin nasıl bağlantılı olduğunu anlamamıza yardımcı olabilir" dedi.
Ekip, Saguaro'nun kompakt kırmızı çekirdeğinin prototip bir LRD'nin özellikleriyle eşleştiğini doğrulamak için birden fazla yaklaşım kullandı. Özellikle Hubble ve Webb verileri, çekirdeğin tıpkı uzaktaki LRD'ler gibi görünür ışıktan ziyade hem morötesi hem de kızılötesi ışıkta daha parlak olduğunu gösterdi. Ekip ayrıca, ev sahibi galaksi ve çekirdekten yayılan ışığı dikkatlice birbirinden ayırdı ve kaynaktan gelen X-ışını emisyonunun varlığını değerlendirdi.
Yüksek kırmızıya kayma değerindeki küçük kırmızı noktaların çoğu X-ışını ışığında tespit edilemese de, NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi Saguaro'dan zayıf bir X-ışını emisyonu tespit etti.
Makalenin ortak yazarı ve Güney Afrika'daki Cape Kasaba Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi olan Carys Gilbert, "X-ışını ışığı gözlemlerinin gösterdiği şey, bu galaksinin aktif bir galaktik çekirdeğe sahip olduğu ve üstelik çok gizlenmiş bir çekirdek olduğu. Sadece gizlenmiş değil, aynı zamanda X-ışını açısından da zayıf. Bu tür bir kombinasyon, diğer tüm küçük kırmızı noktalardan gördüğümüz X-ışını emisyonu eksikliğini açıklayabilir. Bu, küçük kırmızı noktalar bulmacasına çok iyi uyuyor" ifadelerini kullandı.
Ekip, Saguaro'nun merkezindeki kompakt kırmızı kaynağın küçük kırmızı nokta kriterlerine nasıl uyduğunu göstermenin yanı sıra, bu galaktik ortamın erken evrende bulunması durumunda gözlemcilere nasıl görüneceğini keşfetmek için galaksiyi sentetik olarak daha yüksek bir kırmızıya kayma değerine kaydırdı. Beklendiği gibi, Saguaro'nun çevresindeki galaktik yapı soldu ve merkezindeki parlak, LRD benzeri kaynaktan başka bir şey görünmez hale geldi.
Rinaldi, "Teorimiz, bu uzak kaynakların çoğunun bu kozmolojik etkiden etkilendiği ve gözlemsel bir önyargı yarattığı yönünde. Yüksek kırmızıya kayma değerindeki küçük kırmızı noktaların yakın çevresini örnekleyemiyoruz çünkü çevreleri Webb ile bile gözlemlenemeyecek kadar sönük. Küçük kırmızı noktalar, sadece bir nokta olmaktan çok daha karmaşık. Onlar sadece buzdağının görünen kısmı; yakın çevresiyle etkileşime giren süper kütleli bir kara deliğin ta kendisi" dedi.
