The James Webb Space Telescope's Galaxy Revolution

Abstract

The James Webb Space Telescope (JWST) has started a new era for galaxies, which are the building blocks of the Universe, thanks to its unique sensitivity and resolution in the near and mid-infrared wavelengths. Photometric and spectral observations, especially in the near-infrared, have provided the opportunity for the first time to observe galaxies and active supermassive black holes during the cosmic dawn, one of the most important gaps in our understanding of the history of our universe. These observations reveal for the first time the bright, blue galaxies that already existed a few 100 million years after the Big Bang, the unexpected population of Active Galaxy Nuclei at high redshifts, and the significantly extreme densities of galaxies. In this study, the surprising research results of the observations completed in the first two years of JWST, which represented a revolution for galaxies, will be summarized. Additionally, findings from the mid-infrared photometric Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) space survey between wavelengths of 5 and 25 microns for different galaxy types with redshifts less than five will be briefly summarized.

Keywords

• galaxies: high-redshift
• galaxies: active
• galaxies: statistics

James Webb Uzay Teleskobu’nun Gökada Devrimi

Öz

James Webb Uzay Teleskobu (JWST) yakın ve orta kızılötesi dalga boylarındaki eşsiz hassasiyeti ve çözünürlüğü sayesinde evrenin yapı taşları olan gökadalar için yeni bir dönem başlatmıştır. Özellikle yakın kızılötesindeki fotometrik ve tayfsal gözlemler evrenimizin tarihine dair anlayışımızdaki en önemli boşluklardan biri olan kozmik şafak dönemindeki gökadaları, ve aktif süper kütleli kara delikleri ilk kez gözleme fırsatı sağlamıştır. Bu gözlemler Büyük Patlama'dan birkaç 100 milyon yıl sonra zaten var olan parlak, mavi gökadaları, yüksek kırmızıya kayma değerine sahip Aktif Galaksi Çekirdekleri'nin beklenmedik popülasyonunu ve gökadaların önemli ölçüde aşırı olan yoğunlukları ilk kez ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada JWST'nin ilk iki yılında yapılan gökadalar için bir devrimi ifade eden gözlemlerin şaşırtıcı araştırma sonuçları özetlenecektir. Ayrıca, 5-25 mikron dalga boyları arasındaki orta kızılötesi fotometrik Kozmik Evrim Erken Yayın Bilimi (CEERS) uzay taramasından kırmızıya kayma değeri beşten daha düşük olan farklı gökada sınıfları için elde edilen bulgular özetlenecektir.

Anahtar Kelimeler

• galaxies: high-redshift
• galaxies: active
• galaxies: statistics

Kaynakça

1. Adamo A., Atek H., Bagley M. B., Bañados E., Barrow K. S. S., ve diğ., 2024, preprint, (arXiv:2405.21054)
2. Adams N. J., Conselice C. J., Ferreira L., Austin D., Trussler J. A. A., ve diğ., 2023, MNRAS, 518, 4755
3. Arrabal Haro P., Dickinson M., Finkelstein S. L., Fujimoto S., Fernández V., Kartaltepe J. S., Jung I., ve diğ., 2023, ApJ, 951, L22
4. Böker T., Beck T. L., Birkmann S. M., Giardino G., Keyes C., Kumari N., ve diğ., 2023, PASP, 135, 038001
5. Bouwens R. J., ve diğ., 2023, MNRAS, 523, 1036
6. Bromm V., Yoshida N., 2011, ARA&A, 49, 373
7. Chemerynska I., Atek H., Dayal P., Furtak L. J., Feldmann R., Greene J. E., ve diğ., 2024, ApJ, 976, L15
8. Curti M., Maiolino R., Curtis-Lake E., Chevallard J., Carniani S., D’Eugenio F., Looser T. J., ve diğ., 2024, A&A, 684, A75

9. D’Eugenio F., ve diğ., 2024, A&A, 689, A152
10. Doyon R., ve diğ., 2023, PASP, 135, 098001
11. Finkelstein S. L., Bagley M. B., 2022, ApJ, 938, 25
12. Finkelstein S. L., ve diğ., 2022, ApJ, 940, L55
13. Finkelstein S. L., Bagley M. B., Ferguson H. C., Wilkins S. M., Kartaltepe J. S., Papovich C., Yung L. Y. A., ve diğ., 2023, ApJ, 946, L13
14. Finkelstein S. L., ve diğ., 2024, ApJ, 969, L2
15. Gardner J. P., Mather J. C., Clampin M., Doyon R., Greenhouse M. A., ve diğ., 2006, Space Sci. Rev., 123, 485
16. Gardner J. P., ve diğ., 2023, PASP, 135, 068001
17. Harikane Y., Ouchi M., Oguri M., Ono Y., Nakajima K., Isobe Y., ve diğ., 2023a, ApJS, 265, 5
18. Harikane Y., ve diğ., 2023b, ApJ, 959, 39
19. Harikane Y., Nakajima K., Ouchi M., Umeda H., Isobe Y., ve diğ., 2024, ApJ, 960, 56
20. Jakobsen P., ve diğ., 2022, A&A, 661, A80
21. Kennicutt R. C., Evans N. J., 2012, ARA&A, 50, 531
22. Larson R. L., Finkelstein S. L., Hutchison T. A., Papovich C., Bagley M., ve diğ., 2022, ApJ, 930, 104
23. Leung G. C. K., Bagley M. B., Finkelstein S. L., Ferguson H. C., Koekemoer A. M., ve diğ., 2023, ApJ, 954, L46
24. Ling C.-T., ve diğ., 2024, MNRAS, 528, 6025
25. Maiolino R., Mannucci F., 2019, A&ARv, 27, 3
26. Maiolino R., ve diğ., 2024, A&A, 691, A145
27. Mason C. A., Trenti M., Treu T., 2023, MNRAS, 521, 497
28. Menzel M., Davis M., Parrish K., Lawrence J., Stewart A., ve diğ., 2023, PASP, 135, 058002
29. Nakajima K., Ouchi M., Isobe Y., Harikane Y., Zhang Y., Ono Y., Umeda H., Oguri M., 2023, ApJS, 269, 33
30. Onoue M., ve diğ, 2023, ApJ, 942, L17
31. Rieke M. J., Kelly D. M., Misselt K., Stansberry J., Boyer M., Beatty T., Egami E., ve diğ., 2023, PASP, 135, 028001
32. Rigby J., ve diğ., 2023, PASP, 135, 048001
33. Silk J., 1997, ApJ, 481, 703
34. Somerville R. S., Davé R., 2015, ARA&A, 53, 51
35. Stark D. P., Ellis R. S., Bunker A., Bundy K., Targett T., Benson A., Lacy M., 2009, ApJ, 697, 1493
36. Trenti M., Stiavelli M., 2009, ApJ, 694, 879
37. Volonteri M., Habouzit M., Colpi M., 2023, MNRAS, 521, 241
38. Whitler L., Stark D. P., Endsley R., Chen Z., Mason C., Topping M. W., Charlot S., 2024, MNRAS, 529, 855
39. Wu C. K. W., ve diğ., 2023, MNRAS, 523, 5187