Tarih: 21 Kasım 2023
Kaynak: Michigan Üniversitesi
Özet: Yıldızlarla dolup taşan büyük galaksilere baktığınızda, onların parlak gaz topları üreten yıldız fabrikaları olduğunu düşünerek affedilebilirsiniz. Ama aslında, daha az gelişmiş cüce galaksiler daha büyük yıldız fabrikası bölgelerine ve daha yüksek yıldız oluşum oranlarına sahiptir. Şimdi, Michigan Üniversitesi araştırmacıları bunun altında yatan nedeni keşfettiler: Bu galaksiler, çevrelerini kaplayan gazın dışarı atılmasında 10 milyon yıllık bir gecikmenin keyfini çıkarıyor. Yıldız oluşum bölgeleri gaz ve tozlarını tutarak daha fazla yıldızın birleşmesine ve evrimleşmesine olanak tanıyor. Bu nispeten bozulmamış cüce galaksilerde, büyük yıldızlar -güneşimizin kütlesinin yaklaşık 20 ila 200 katı büyüklüğündeki yıldızlar- süpernova olarak patlamak yerine kara deliklere çökerler. Ancak Samanyolu gibi daha gelişmiş, kirli galaksilerde patlamaları daha olasıdır ve böylece kolektif bir süper rüzgar oluştururlar. Gaz ve toz galaksinin dışına savrulur ve yıldız oluşumu hızla durur.
Tüm Hikaye
Yıldızlarla dolup taşan büyük galaksilere baktığınızda, onların parlak gaz topları üreten yıldız fabrikaları olduğunu düşünerek affedilebilirsiniz. Ama aslında, daha az gelişmiş cüce galaksiler daha büyük yıldız fabrikası bölgelerine ve daha yüksek yıldız oluşum oranlarına sahiptir.
Şimdi, Michigan Üniversitesi araştırmacıları bunun altında yatan nedeni keşfettiler: Bu galaksiler, çevrelerini kaplayan gazın dışarı atılmasında 10 milyon yıllık bir gecikmenin keyfini çıkarıyor. Yıldız oluşum bölgeleri gaz ve tozlarını tutarak daha fazla yıldızın birleşmesine ve evrimleşmesine olanak tanıyor.
Bu nispeten bozulmamış cüce galaksilerde, büyük yıldızlar -güneşimizin yaklaşık 20 ila 200 katı kütleye sahip yıldızlar- süpernova olarak patlamak yerine kara deliklere çökerler. Ancak Samanyolu gibi daha gelişmiş, kirli galaksilerde patlamaları daha olasıdır ve böylece kolektif bir süper rüzgar oluştururlar. Gaz ve toz galaksinin dışına savrulur ve yıldız oluşumu hızla durur.
Araştırmacıların bulguları Astrophysical Journal’da yayımlandı.
Çalışmanın ilk yazarı ve lisans araştırmacısı Michelle Jecmen, “Yıldızlar süpernova olurken, metal üretip salarak çevrelerini kirletirler” dedi. “Düşük metaliklikte – nispeten kirlenmemiş galaksi ortamlarında – güçlü süper rüzgarların başlamasında 10 milyon yıllık bir gecikme olduğunu ve bunun da daha yüksek yıldız oluşumuyla sonuçlandığını iddia ediyoruz.”
U-M araştırmacıları, astronom Edwin Hubble’ın galaksileri sınıflandırma şeklini tasvir eden bir diyagram olan Hubble akort çatalı olarak adlandırılan şeye işaret ediyorlar. Çatalın sapında en büyük galaksiler yer alıyor. Devasa, yuvarlak ve yıldızlarla dolu olan bu galaksiler tüm gazlarını çoktan yıldızlara dönüştürmüşlerdir. Çatalın dişleri boyunca, kompakt kolları boyunca gaz ve yıldız oluşum bölgelerine sahip olan spiral galaksiler yer alır. Çatalın dişlerinin ucunda ise en az evrimleşmiş, en küçük galaksiler yer alıyor.
Araştırmanın kıdemli yazarı U-M astronomu Sally Oey, “Ancak bu cüce galaksiler gerçekten çok büyük yıldız oluşum bölgelerine sahipler” dedi. “Bunun nedenine dair bazı fikirler vardı, ancak Michelle’in bulgusu çok güzel bir açıklama sunuyor: Bu galaksiler yıldız oluşumunu durdurmakta zorlanıyorlar çünkü gazlarını dışarı atamıyorlar.”
Jecmen ayrıca, bu 10 milyon yıllık sessizlik döneminin gökbilimcilere Büyük Patlama’dan hemen sonraki bir zaman dilimi olan kozmik şafağa benzer senaryolara bakma fırsatı sunduğunu söyledi. Bozulmamış cüce galaksilerde gaz bir araya toplanır ve radyasyonun kaçabileceği boşluklar oluşturur. Daha önceden bilinen bu olguya “çit modeli” adı verilir ve UV radyasyonu çitteki çıtalar arasından kaçar. Gecikme, gazın neden bir araya toplanmak için zamana sahip olduğunu açıklıyor.
Ultraviyole radyasyon önemlidir çünkü hidrojeni iyonize eder – Büyük Patlama’dan hemen sonra meydana gelen ve evrenin opaktan saydam hale gelmesine neden olan bir süreç.
Jecmen, “Bu yüzden düşük metalik cüce galaksilere çok fazla UV radyasyonu ile bakmak, kozmik şafağa kadar geri dönüp bakmaya benziyor” dedi. “Büyük Patlama’ya yakın zamanı anlamak çok ilginç. Bilgimizin temelini oluşturuyor. Bu çok uzun zaman önce olmuş bir şey – bugün var olan galaksilerde benzer durumları görebilmemiz çok büyüleyici.”
Astrophysical Journal Letters’da yayınlanan ve Oey tarafından yönetilen ikinci bir çalışmada, Hubble Uzay Teleskobu kullanılarak, yaklaşık 10 milyon ışık yılı uzaklıktaki yakın bir cüce galaksideki Mrk 71 bölgesi incelendi. Ekip Mrk 71’de Jecmen’in senaryosunun gözlemsel kanıtlarını buldu. Hubble Uzay Teleskobu ile yeni bir teknik kullanan ekip, üç kat iyonize karbonun ışığına bakan bir filtre seti kullandı.
Oey, çok sayıda süpernova patlaması olan daha gelişmiş galaksilerde, bu patlamaların bir yıldız kümesindeki gazı çok yüksek sıcaklıklara – milyonlarca Kelvin derecesine – ısıttığını söyledi. Bu sıcak süper rüzgar genişledikçe, geri kalan gazı yıldız kümelerinin dışına fırlatır. Ancak yıldızların patlamadığı Mrk 71 gibi düşük metalik ortamlarda, bölge içindeki enerji yayılır. Bir süper rüzgar oluşturma şansı yoktur.
Ekibin filtreleri, Mrk 71 boyunca iyonize karbonun dağınık bir parıltısını yakaladı ve enerjinin yayıldığını gösterdi. Bu nedenle, sıcak bir süper rüzgar yoktur, bunun yerine ortam boyunca yoğun gazın kalmasına izin verir.
Oey ve Jecmen çalışmaları için birçok çıkarım olduğunu söylüyor.
Oey, “Bulgularımız, şu anda James Webb Uzay Teleskobu tarafından kozmik şafakta görülen galaksilerin özelliklerini açıklamada da önemli olabilir” dedi. “Sanırım hala sonuçlarını anlama sürecindeyiz.”
*Bu yazı Dwarf galaxies use 10-million-year quiet period to churn out stars başlıklı yazıdan çevrilmiştir.
