Oluşturulma Tarihi: Mart 30, 2004 21:39
Yeryüzünden hayranlıkla seyrettiğimiz o muazzam ve pırıl pırıl yıldızlarla dolu olan Samanyolu (‘Milky way) müthiş bir dinamizme sahip. İçinde 100 milyara yakın yıldızı barındıran, 100 bin ışık yılı boyutlarındaki galaksimiz Samanyolu’nun fotoğrafı oldukça net bir şekilde çekildi.
İçinde bir nokta halinde bulunduğumuz galaksimiz Samanyolu, dur durak bilmeden çevresindeki her şeyi yutarak büyüyor ve genişliyor. Samanyolu’muz, yakınındaki iki uydu galaksisi olan Küçük ve Büyük Macellan Bulutsularından gaz çalıp duruyor.
100 milyara yakın yıldızı barındıran, 100 bin ışık yılı boyutlarındaki galaksimiz Samanyolu, her zaman uzay bilimcilerin ilgisini çekti. Bu yıldızlar, yaklaşık 100 bin ışık yılı çapında ve 3 bin ışık yılı kalınlığındaki diskte toplanmışlardır ve galaksi merkezinde dairesel yörüngeyle dolanırlar.
Örneğin Güneş, saniyede yaklaşık olarak 200 kilometre hızla döner. Diğer 10 milyar yıldızsa, diski çevreleyen dev küresel koruyucu, yani galaksiye ait haloyu oluşturur.
Yıldızlar arasındaysa, yıldızlararası ortamı oluşturan gaz ve tozlar bulunur; bunlar, galaktik merkez çevresinde dairesel yörüngelerde gezinir ve disk içinde yıldızlardan daha dar yerleşiktirler.
Gezegenin atmosferi gibi, bu ortamdaki gaz da galaktik düzlemin ‘en dibinde’ en yoğun şekilde bulunur ve yükseklikle birlikte incelir. Buradaki gaz, HVC’leri yani ‘yüksek hızdaki bulutları’ içerir.
HVC’lerin öyküsü, 1950’lerin ortasında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Guido Münch’ün, düzlem dışında yoğun gaz boşlukları keşfetmesiyle başladı. Bu, ‘gazın yoğunluğu yükseklikle azalır’ teorisinin net bir istisnasıydı. Bu yoğun boşlukların, hızla dağılmaları gerekiyordu, ancak bu gerçekleşmiyordu.
Princeton Üniversitesi'nden Lyman Spitzer, Jr. 1956’da bu boşlukların, Samanyolu’nu çevreleyen ve Güneş’in çevresindeki halonun galaktik bir versiyonu olan, sıcak ve gaz yapısında bir halo tarafından sabitleştirildiğini öne sürdü.
Farklı görüşler
Leiden Üniversitesi'nden Jan Oort ise, galaktik halonun, galaktik düzlemden çok uzakta soğuk gaz içerebileceğini kaydetti. 1963’teki incelemelerde, soğuk bulutlarda radyo emisyonları tespit edildi. Bu bulutlar, galaksinin bir uçtan bir uca olan rotasyonunu takip etmiyor, bunun yerine yüksek hızda galaktik diske doğru düşüyor ve HVC olarak biliniyorlardı.
Daha yavaş, ancak aynı derecede kural dışı bir diğer bulut çeşidi ‘orta hızdaki bulutlar’ yani IVC’ler de aynı yıl keşfedildi.
HVC’lerin ne olduğu konusunda çeşitli fikirler ortaya atıldı. Kimisi, taze gazı temsil ettiğini iddia etti. Kimisine göre, HVC’lerin gaz akıntısıyla hiçbir bağlantısı yoktu ve daha çok ‘galaktik bir pınar’dı.
Ancak bunlar HVC’lerin tüm özelliklerini anlatamadı. 1970’lerin başında Macellan Arkı’nın keşfiyle, durum çok daha karmaşıklaşmıştı. Macellan Arkı, galaksinin çevresini kemer gibi kuşatan ipliksi gazdır. Bu kemer, Samanyolu çevresinde dönen Küçük ve Büyük Macellan Bulutsu’larının yörüngelerini izler. Bu bulutsular, gezegenimizden yaklaşık olarak 150 bin ışık yılı uzaktadırlar.
Birçok yönden HVC gibi davranan Macellan Arkı’nın büyük bir kısmı, normal galaktik dönüşlerle kıyaslanamayacak hızda hareket eder. Bir görüşe göre, bu ark sürtünme kuvvetlerinden kaynaklanıyor. Eğer Samanyolu çok geniş bir haloya sahipse (Spitzer’in önerdiğinden çok daha büyük), bu halo Macellan bulutsularının her ikisinden de gaz koparabilir. Bu kopan gazlar da HVC’leri oluşturur.
4 hipotez
1999’da Kaliforniya Üniversitesi'nden Leo Blitz ve ekibi yüksek hızdaki bu bulutların sanılandan çok daha uzakta olabileceğini öne sürdü. HVC’ler Samanyolu’nun dışında gezinmek yerine, Samanyolu, Andromeda ve daha küçük 40 galaksiyi içeren ve 4 milyon ışık yılı çapında bir uzay hacmi işgal eden Yerel Grup içinde bulunabilirdi. Bu durumda HVC’ler yalnızca bizim galaksimizin yerine, bu grubun da kalıntıları olabilirdi.
Blitz ayrıca, HVC’lerin gaz bulutları olmadıklarını ve az miktarda gaz bulunduran karanlık madde kümeleri olduklarını varsaydı. Eğer böyleyse, bu bulutlar astronomların sandığından 10 kat daha büyüklerdi ve böylece bir arada bulunabiliyorlardı.
İşte, astronomlar 3. milenyuma HVC’lerle ilgili birbirinden farklı 4 hipotezle girdi: galaksi oluşumlarından arta kalan taze gaz, bir galaktik pınar içinde dönen gaz, Macellan Bulutsuları’ndan kopanlar ve gaz ve karanlık maddenin galaksiler arası karışımları.
Her bir kuramın kendine göre destekleyici kanıtları vardı, ancak araştırmacılara sorunu tamamen aydınlatabilmek için yeni veriler gerekiyordu.
Gözlemler ne diyor?
Uzmanlar ilk olarak 1997’de, HVC ve IVC’ler de dahil olmak üzere tüm Samanyolu’nun nötr hidrojeninin haritasını çıkardı. Daha sonra, ileri cihazlarla görünür ışıkta gözlemler yapıldı. Bunlar, HVC’nin yerini aşağı yukarı tahmin etmekte yarar sağlıyordu.
En önemli ilerlemeyse, HVC’lerdeki spektral soğurma çizgilerinin incelenmesiyle elde edildi.
Öte yandan 3 gözlemevi, en büyük katkıların altına imzalarını attılar: Kanarya Adaları’ndaki La Palma Gözlemevi, Hubble Teleskopu ve 1999’da fırlatılan FUSE.
Bu verilerin incelenmesiyle, HVC’nin daha net bir resmini çizebiliriz. 1963’te ilk HVC’ler olarak tespit edilen ve A ve C kompleksleriyle başlayabiliriz.
A kompleksi, 25 ila 30 bin ışık yılı uzaklıkla galaktik halo içinde yerini alır. C kompleksine uzaklık tam olarak bilinmemekle birlikte 14 binden az, 45 binden çok değildir. Her iki bulut da ağır elementler açısından zengin değildir.
A ve C kompleksleri gibi bulutlar, taze gazın gelişine ilişkin ilk doğrudan kanıtı sağlarlar. Kompleks C her yıl, 0.1 ila 0.2 solar kütlede yeni madde taşırken, Kompleks A da bunun yarısını gerçekleştirir.
Yıldız yutan dev
Astronomlar, kendi galaksimiz olan Samanyolu’na ait bilgileri detaylarına kadar verebiliyor. Diğer galaksilere baktığımızdaysa kapsamlı plan çizebiliyor, ancak detaylandıramıyoruz.
Aslında bilim adamlarının, Samanyolu’nun yapısı ve geçmişinin geniş bir resmini çizmeleri çok yavaş oldu. Astronomlar, bir galaksinin, milyarlarca uzak cisimden biri olduğu 1920’lere kadar kesin bilmiyordu.
1950’lerin ortalarındaysa şu anda insanların zihinlerinde canlanan Samanyolu’nun fotoğrafı çekilmişti: yıldızlardan ve gazdan oluşmuş heybetli bir çark.
Yıllar geçtikçe Samanyolu’nun hala oluşmakta olan bir yapı olduğu görüldü. Hiç bir zaman, sürecini tamamlamış bir oluşum olmayacaktı. Samanyolu’nun durmadtan büyüyerek genişliyor ve ilerliyordu!
Birçok galaksinin, bir araya toplanan küçük öncü yıldızlardan oluştuğu düşünülüyor.
Samanyolu’nda da bu sürecin son aşamalarını görebiliriz.
Bizim galaksimiz küçük uydu galaksileri parçalayarak, onların yıldızlarını içine alıyor; galaksiler arası boşluktan gelen gaz bulutları da bu oluşuma katılarak ‘yutuluyor’.
Evrim sürüyor
Samanyolu’nun sürekli büyüdüğüne ilişkin bir diğer kanıtsa, HVC’ler (High-velocity- clouds), yani ‘yüksek hızdaki bulutlar’dır.
Güneşin kütlesinin neredeyse 10 milyon katı ve 10 bin ışık yılı boyutlarındaki bu gizemli hidrojen kümeleri, galaksinin dış bölgelerinde hızla hareket ederler.
HVC’ler 41 yıl önce keşfedilmiş olmalarına karşın, etkilerine ilişkin veriler son 5 yılda toplandı. Bu kümeler, aynı zamanda galaksinin ‘nefes alıp verdiğini’ de gösteriyor; dışarı gaz verip sonra alması gibi.
Geçmişten bugüne, galaksinin içinde bir yerlere tıkıldıkları için, HVC’lerin yerini bulmanın doğrudan bir yolu yok. Uzaydaki 2 boyutlu konumlarını bilmekten öteye gidemeyiz.
Samanyolu’nu çevreleyen HVC’ler, yaşadığımız galaksinin oluşmaya ve evrilmeye devam ettiğinin bir işaretidir.
Scientific American, Ocak 2004’den özetlediğimiz bu yazı şöyle sürüyor: Gelecek 10 milyar yıl, uydu galaksiler, Samanyolu ile birleşmeye ve haloda hala keşfedilmekte olan yıldızlara ait arkları oluşturmayı sürdürecekler.
Galaksimizin son durumunu söylememiz olanaksız, ancak bildiğimiz tek bir şey var; o da oluşumunun henüz son bulmadığıdır.
BULUTLU GÖKYÜZÜ
Galaksimize ait gazın haritası, nötr hidrojen (renkli benekler) radyo gözlemleri ile Samanyolu’nun (beyaz) görünür ışıktaki görüntüsünü birleştirmekle elde edildi. Haritada disk, galaksinin merkezi çevresinde dönerken, galaksinin çekirdeği de tam ortada yer alıyor. A ve C kompleksleri gibi, yüksek hızdaki hidrojen bulutları diskin üst ve alt kısmında bulunuyor.
GALAKSİYİ ŞEKİLLENDİREN 4 SÜREÇ
Galaksik pınar:Orta hızdaki bulutlar (IVC), büyük olasılıkla dev bir gaz döngüsünün geri dönüş akışıdır. Süpernova patlamalarının bütünü, etrafını saran soğuk gazın (sarı) içinden geçen ve sıcak haloyu besleyen sıcak gaz kabarcıkları (mavi) üretirler. Gaz parçaları soğur ve diske geri düşer.
Gaz Yağmuru: Yüksek hızdaki bulutların (sarı) büyük bir kısmı, bundan yaklaşık olarak 12 milyar yıl önce oluşan ve hala oluşmaya devam eden Samanyolu’na yağan gazlardır. Böyle bir gaz, yeni yıldız oluşumları için ‘taze güç’ getirebilir. Yapılan gözlemlere göre, bu gazlar IVC (turuncu) ile kolaylıkla karıştırılabilirler.
Galaksinin yamyamlığı: Samanyolu, iki uydu galaksisi Küçük ve Büyük Macellan Bulutsuları’ndan gaz çalar. Bu galaksilerin yörüngeleri üzerinde Macellan Arkı (turuncu) bulunur. Bunlardan bağımsız olarak, büyük olasılıkla sıcak halodan yoğunlaşmış olan HVC’ler de (sarı) aynı boşlukta seyrederler.
Galaksiler arası yeniden yüklenme: Samanyolu ve Andromeda galaksileri, galaksiler arasındaki dev olan sıcak gaz okyanusuna (mavi) iliştirilmiş olabilir. Bu gazın dışında da soğuk parçalar yoğunlaşabilir ve yeni HVC’ler yaratmak amacıyla galaksiler tarafından yakalanabilirler. Bu görüş hala kesin değil.
BULUTLARIN ARKASINI GÖZLEMEK
Yüksek hızdaki bulutlar, uzaklıkları ve yapılarının belirsizlikleri nedeniyle astronomları her zaman merak içinde bırakmışlardır. Bu yapıların özelliklerini öğrenmenin tek yolu, soğurulma yöntemidir. HVC’lerin arkasında konumlanmış olan yıldızlar ve galaksiler, bulutların arkasından parlayan ampuller gibidir. Işığın büyük bir kısmı bulutun içinden geçerken, çok az miktardaki dalga boyları soğurulur ve bulutların özelliklerinin anlaşılmasına izin verir. Eğer bir yıldızın spektrumu, soğurulma çizgisine sahipse, bu, yıldızla bizim aramızda bir bulutun varlığına işarettir.
HVC’lerle ilgili çalışmalardaki en büyük zorluk mesafelerini ölçmektir. En uygun yöntem doğrudan değildir ve tahminidir. Bir HVC’nin A ve B adlı iki yıldız arasında yer aldığını düşünün. Daha yavaş hareket eden bir gaz bulutuysa, B yıldızı ve bizim aramızda bulunur.
Yüksek hızlı bulutlar
Astronomlar, 1960’ların başından beri Samanyolu ve diğer galaksilerin kozmik tarihin başlangıcında doğduklarını ve yavaş yavaş geliştiklerini düşünmüşlerdi. Bugünse kanıtlar bize, galaksilerin büyümeyi sürdürdüklerini gösteriyor; küçük kardeşlerini yutan ve galaksiler arası boşluktan gazları alıveren galaksiler.
Samanyolu’nda süregelen oluşum hakkında çok fazla bilgiye sahibiz. Galaksinin, içine dahil ettiği gaz onlarca yıl önce keşfedilen yüksek hızdaki bulut (HVC) halini alır.
Bu bulutlar birkaç şekilde bulunurlar; a) galaksiler arası gazdan geriye kalan nötr hidrojen kümeleri, b) yakındaki küçük galaksilerden kopan gaz arkları, c) galaksiler arasına dağılan, fazlaca iyonize olmuş sıcak gaz.