Gökbilimciler Evrenin Erken Dönemlerinde Muhteşem Galaktik Birleşme Keşfetti

Gökbilimciler, Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizisi (ALMA) ve Subaru Teleskobu'nu kullanarak, 12,8 milyar yıl önce var olan ve birleşen gaz zengini bir çift galaksi keşfettiler. Merkezlerinde soluk kuasarlar barındıran bu galaksiler, Evren'in erken dönemlerindeki en parlak ve en büyük kuasarların ataları olabilir.

HSC J121503.42-014858.7 ve HSC J121503.55-014859.3 kuasarlarının bir sanatçı izlenimi
HSC J121503.42-014858.7 ve HSC J121503.55-014859.3 kuasarlarının bir sanatçı izlenimi. Görsel: Izumi ve diğerleri, doi: 10.3847/1538-4357/ad57c6

Kuasarlar, Evren'in erken dönemlerinde bir galaksinin merkezindeki süper kütleli bir kara deliğe düşen maddeden güç alan parlak nesnelerdir.

En çok kabul gören teoriye göre gaz zengini iki galaksi birleşerek daha büyük tek bir galaksi oluşturduğunda, iki galaksinin kütleçekimsel etkileşimi gazın galaksilerden birindeki ya da her ikisindeki süper kütleli kara deliğe doğru düşmesine ve kuasar aktivitesine neden olur.

Bu teoriyi test etmek için Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi'nden Dr. Takuma Izumi ALMA'yı kullanarak bilinen en eski yakın kuasar çiftini inceledi.

HSC J121503.42-014858.7 ve HSC J121503.55-014859.3 olarak etiketlenen bu kuasarlar Subaru Teleskobu üzerindeki Hyper Suprime-Cam tarafından keşfedildi.

Bu nesneler çok sönüktür — aynı kırmızıya kaymadaki yüksek parlaklıklı kuasarlardan yaklaşık 10 ila 100 kat daha sönüktür.

Gökbilimciler, "Yaklaşık 12,8 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan ve Evren'in sadece 900 milyon yaşında olduğu 'Kozmik Şafak' dönemine karşılık gelen bu durum, bu tür kuasar çiftlerinin en uzak kaydıdır" dedi.

"Soluklukları nedeniyle, bu nesnelerin süper kütleli kara deliklerin hızlı büyümesinden önceki birleşme öncesi aşamada olduklarını düşündük."

"Ancak, Subaru Teleskobu ile yapılan gözlemler yalnızca merkezi süper kütleli kara delikler hakkında bilgi sağlayabildi ve ev sahibi galaksilerin birleşmeye ve sonunda yüksek parlaklıkta kuasarlara dönüşmeye mahkum olup olmadıklarını cevapsız bıraktı."

"Bir sonraki adım olarak, ALMA radyo teleskobunu kullanarak bu çift kuasarların ev sahibi galaksilerinin gözlemlerini gerçekleştirdik."

"Sonuçlar şaşırtıcıydı: gözlemlenen yıldızlararası madde dağılımı ve hareketlerinin doğası bu galaksilerin etkileşim halinde olduğunu gösteriyordu."

"Hiç şüphesiz kısa süre içinde tek bir galaksi halinde birleşme yolundalar."

"Dahası, gözlemsel verilerden yapılan hesaplamalar, bu galaksilerdeki toplam gaz kütlesinin (Güneş'in kütlesinin yaklaşık 100 milyar katı), çekirdekleri olağanüstü parlak olan çoğu yüksek parlaklıklı kuasarın ev sahibi galaksilerinin gaz kütleleriyle karşılaştırılabilir veya hatta daha önemli olduğunu ortaya koydu."

"Bu muazzam miktarda materyalle, birleşme sonrası patlayıcı yıldız oluşumu ve süper kütleli kara deliklerin beslenmesi kolayca tetiklenmeli ve sürdürülmelidir."

"Dolayısıyla bu bulgular, galaksi yapısı, hareketi ve yıldızlararası madde miktarı da dahil olmak üzere birçok açıdan yüksek parlaklıktaki kuasarların —Evren'in erken dönemlerindeki en parlak gök cisimleri— ve yıldız patlaması galaksilerinin atalarının belirlenmesinde önemli bir başarıyı temsil etmektedir."

Bulgular Astrophysical Journal'da yayınlandı.