Tayfların gerçekten sınırladığı şey

Ölçüm dar ve sağlam. Yıldız üretimi durmuş dokuz kütleli gökada — yaklaşık yedi milyar yıl önceki hâlleriyle, 0,7 kırmızıya kaymada — James Webb Uzay Teleskobu'nun NIRSpec'iyle IMFERNO programı kapsamında gözlendi; bunlara Çok Büyük Teleskop üzerindeki LEGA-C taramasından gelen daha mavi ve derin tayflar eklendi ve gökadaların kendi çerçevesinde yaklaşık 3700 ile 10780 ångström arası kapsandı. Ekip bunların tümünü alf tam tayf koduyla aynı anda modelledi; yaş, 18 element bolluğu ve başlangıç kütle fonksiyonunun iki düşük kütle eğimi serbest bırakıldı. Çıkan tek bir oran: kütle fonksiyonu serbestken bulunan kütle-ışık oranının, Samanyolu'nunkiyle bulunana bölümü. Işık aynı kalıyor, değişen tek şey o ışığı hangi yıldızların yaydığına dair hesap.[1]

Dokuzun birkaçı bu oranın belirgin biçimde üstünde duruyor; alttan ağır bir kütle fonksiyonu dışarıdan böyle görünüyor: Samanyolu'nun tarifinin beklemediği kadar çok küçük ve sönük yıldız. Fazlalık, hız dağılımı ve demir bolluğuyla birlikte hareket ediyor; yakındaki kütleli eliptik gökadalarda bilinen eğilimler, böylece yedi milyar yıl daha eskiye de yerleşmiş oluyor. Bir gökada, 1158527, 5,36 oranında duruyor ve bu eğilimlerin hiçbirini izlemiyor. 0,97'lik eksen oranı tam yüzünden görülen bir diski düşündürüyor; öyleyse görüş doğrultusunda ölçülen 133 km/s hız dağılımı kütleçekim kuyusunun büyük kısmını kaçırıyor ve ortada fazla sayılmış yıldızlar yerine eksik hesaplanmış bir kütle var.[1]

3 ila 4 katı nereden geliyor

Dokuz gökadanın hiçbiri JWST'nin "olanaksız ölçüde erken" gökadalarından biri değil. İkisi örneklemin en yaşlıları, oluşum kırmızıya kaymaları 6'nın üzerinde ve yüz ile iki yüz milyon yıllık bir yıldız oluşum süresiyle 5,5 kırmızıya kaymada yıldız üretimini durdurmuş olurlardı — bu da onları o erken topluluğun akla yatkın torunları yapıyor. Kütle düzeltmesi bu soy zinciri boyunca geriye taşınıyor: torunların kütle fonksiyonu alttan ağırsa ataların da öyleydi ve onlar için bildirilen kütleler 3 ila 4 kat artıyor. Bu, soya dair bir sav ve bu gökadaların tam olarak o topluluktan geldiği iddiasındaki bütün belirsizliği devralıyor. Sıradan seçenek basit: bir gökadanın kütle fonksiyonu, oluştuğu çağ ile gözlendiği çağ arasında değişebilir ve torunluk bağı izlenmiş bir tarihten çok istatistiksel bir eşleşme.[1]

İçeriden bir denetim var ve adını tam koymak gerekiyor. Yıldız kütleleri ölçülen oranla düzeltilince hız dağılımlarından türetilen virial kütlelere doğru yükseliyor ve — 1158527 dışında — onları aşmadan duruyor. Bu bir olabilirlik sınaması: yıldızları bütün kütleçekim kuyusundan ağır çıkaran bir kütle fonksiyonu elenirdi, bu elenmiyor. Bağımsız bir doğrulama sayılmaz. Yazarlar, hız dağılımlarının NIRSpec mikro kepenk dizisindeki yarık kayıpları için düzeltilmediğini ve gökadaların dönüyor olmasının bu dağılımları kütleçekim kuyusunun kötü bir göstergesi yapacağını belirtiyor; iki etki de virial kütleleri düşürür ve uyumu olduğundan sıkı gösterir.[1]

İşareti tersine çevirebilecek sabit eğim

Yöntem, yüksek kütleli ucu tek başına ölçmüyor; duyarlı olduğu şey düşük kütleli yıldızların yüksek kütlelilere oranı. Bu yüzden bir güneş kütlesinin üstündeki eğim baştan sona Samanyolu değerinde sabit tutuluyor. Çalışma bunun bedelini açıkça yazıyor: oradaki gerçek eğim daha yatıksa yüksek kırmızıya kaymadaki yıldız kütleleri artmaz, azalır. İkisi aynı anda doğru olabilir — küçük yıldızlarda fazlalık ve en büyüklerinde kıtlık — ve bu birleşim tam da van Dokkum ile Conroy'un önerdiği uzlaşı kütle fonksiyonu; o fonksiyon yüksek kırmızıya kayma gözlemlerini gökada oluşum modelleriyle daha da germek yerine bağdaştırıyor. Makalenin manşet sonucu ile onu en çok bozabilecek varsayım aynı hesabın içinde duruyor.[1]

Aynı biçim bu köşedeki bir önceki yazıda da görülmüştü. MoM-BH*-1'de olağanüstü bir Balmer sıçramasını açıklayan yoğun gaz modeli, kara deliği tartmakta kullanılan cetveli de eğiyordu; burada da ölçülen şey tayf, model olan şey kütle. Bu örnek daha temiz, çünkü varsayım yazılı ve sınanabilir: tayfları kütle fonksiyonuna daha duyarlı, daha kırmızı özelliklere uzatmak düşük kütle sınırını daraltır, ne var ki o özellikleri modelleyebilmek için gereken yıldız topluluğu modelleri henüz yakın gökadaları bile yeniden üretemiyor. Bu değişene kadar, erken evrenin kütle bütçesine yapılan 4 katlık bir düzeltme 0,7 kırmızıya kaymadaki dokuz gökadaya ve kimsenin ölçmediği bir eğime dayanıyor.[1], [2]