Kusursuz Sarmalıyla Şaşırtan Galaksi, Işık Hızında Yıldız Doğuruyor
Evrenin erken dönemlerinden kalma devasa bir çubuklu spiral galaksi, galaktik bir çarpışma belirtisi olmaksızın Samanyolu’nun 300 katı hızda yıldız oluşturarak gökbilimcileri şaşkına çevirdi.
Webb ve ALMA’yı kullanan araştırmacılar, gaz bakımından zengin ve modern spirallere benzer şekildeki çubuk yapısının muhtemelen yoğun merkezi yıldız patlamalarını tetiklediğini keşfetti. Bu durum, canavar galaksilerin yalnızca şiddetli birleşmeler yoluyla evrimleştiğine dair önceki varsayımlara meydan okuyarak, kozmik ağ gazı girişleri ve çubuk kaynaklı dinamiklerin yönlendirdiği daha sakin ama aynı derecede dramatik bir sürece işaret ediyor.
Evrenin İlk Dönemlerindeki Yıldız Patlaması Galaksileri
10 milyar yıldan daha uzun bir süre önce, Evrenin ilk dönemlerinde büyük bir hareketlilik vardı. Devasa “canavar galaksiler” nefes kesici hızlarda yıldız oluşturuyordu – bizim Samanyolu’muzdan neredeyse 300 kat daha hızlı. Bugün, sadece birkaç galaksi bu tür aşırı yıldız oluşumu gösteriyor ve neredeyse hepsi diğer galaksilere çarpıyor ya da onlarla birleşiyor. Bu da bilim insanlarını, bu eski yıldız patlamalarının, galaktik merkezlere akan gazı gönderen şiddetli çarpışmalar tarafından tetiklendiğine ve sonunda yakıt bittiğinde galaksileri büyük, özelliksiz eliptik devlere dönüştürdüğüne inanmaya yöneltti.
Webb Tozla Gizlenmiş Devleri Ortaya Çıkarıyor
Bu canavar galaksiler inanılmaz derecede uzak ve yıldız oluşum kaosundan kaynaklanan kalın toz bulutlarıyla sarılmış durumda. Bu toz görünür ışığı engelleyerek onları geleneksel teleskoplar için neredeyse görünmez kılıyor. Yıllar boyunca yapıları ve patlayıcı yıldız oluşumlarına neyin güç verdiği bir gizem olarak kaldı. Ancak James Webb Uzay Teleskobu’nun kızılötesi görüşü sayesinde gökbilimciler şimdi tozun içinden bakıyor ve beklenmedik bir şey keşfediyorlar.
Bu galaksilerin çoğu kaotik birleşme kalıntılarına hiç benzemiyor. Bunun yerine, sakin spiral galaksiler gibi iyi biçimlendirilmiş disk şekillerine sahipler. Peki bu huzurlu görünen galaksiler neden bu kadar vahşi oranlarda yıldız üretiyor?
Sol: James Webb Uzay Teleskobu tarafından çekilen yakın kızılötesi görüntü. Alttaki iki galaksi ön plandaki nesnelerdir. Sağda: ALMA tarafından gözlemlenen moleküler gaz dağılımı. Gaz, dönen çubuk yapısının ön tarafında birikiyor ve merkeze doğru düşüyor. Kredi: NASA, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Huang vd.
Şaşırtıcı Bir Keşif: J0107a
Gökbilimci Shuo Huang liderliğindeki bir ekip, heyecan verici bir buluşla 11,1 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan J0107a adlı bir galaksiyi inceledi. Bu kozmik dev ilk kez 2014 yılında, araştırmacılar başka bir galaksiyi gözlemlerken tesadüfen fark edildi. Webb’in ayrıntılı yakın kızılötesi görüntüleri 2023 yılında yayınlandığında, çarpıcı bir şeyi ortaya çıkardılar. J0107a, Samanyolu’nun on katından daha büyüktür ve yaklaşık 300 kat daha hızlı yıldız oluşturur. Daha da dikkat çekici olanı, tıpkı Samanyolu gibi modern galaksiler gibi neredeyse mükemmel bir çubuklu spiral şekle sahip olmasıdır. Aslında, Evren’in bu erken döneminde şimdiye kadar görülen en iyi tanımlanmış çubuklu spiral yapılardan biridir.
Böylesine sakin görünümlü bir galaksinin nasıl olup da böylesine aşırı bir yıldız oluşumuna ev sahipliği yapabildiğini anlamak hâlâ zor. Daha derine inmek için gaz dinamiklerinin spektroskopik ölçümlerine ihtiyaç var, ancak böyle tozla kaplı bir galaksinin iç hareketlerini gözlemlemek Webb için bile hala inanılmaz derecede zor.
Çubuk Yapılar Yoğun Yıldız Oluşumuna Neden Oluyor
Araştırma ekibi daha sonra karbon monoksit ve nötr karbon atomlarının emisyon çizgilerini gözlemlemek için ALMA’yı kullandı ve J0107a’nın, çubuk yapısının şekli ve ilişkili gazın dağılımı ve hareketi açısından Samanyolu gibi modern çubuklu spiral galaksilere çok benzediğini keşfetti.
Öte yandan ekip, modern bir galaksinin çubuk yapısındaki gaz oranının toplam kütlenin %10’undan az olduğunu, J0107a’nınkinin ise yaklaşık %50 ile çok yüksek olduğunu tespit etti. Veriler, J0107a’nın modern galaksilerden çok daha büyük kütleye sahip yıldız ve gazdan oluşan çubuk yapısının diski karıştırdığını ve galaksinin merkezi etrafında 20.000 ışık yılı yarıçapında saniyede birkaç yüz kilometre hızla bir gaz akışı yarattığını gösteriyor ki bu Samanyolu’nun merkezinden Güneş Sistemi’ne olan mesafeye eşittir.
Bu gazın bir kısmı galaksinin merkezine düşerek yoğun yıldız oluşumuna neden olur. Daha önce galaksi oluşumuyla ilgili hiçbir teorik çalışma böyle bir çubuk yapısına sahip bir canavar galaksinin varlığını öngörmemişti.
Klasik Galaksi Oluşum Teorilerine Meydan Okuyor
Bu, Evren’in erken dönemlerinde bir çubuk yapısından gaz akışının neden olduğu bir yıldız oluşum patlamasının ilk başarılı doğrudan gözlemidir. Canavar galaksi oluşumu ve evrimine ilişkin geleneksel teoriler, yoğun yıldız oluşumunun galaktik çarpışmalar ve birleşmeler ya da disklerindeki yerçekimsel kararsızlık nedeniyle meydana geldiğini ve daha sonra yüz milyonlarca yıl boyunca onları eliptik galaksilere dönüştürdüğünü varsaymaktadır.
Bu arada J0107a’nın, Büyük Patlama’dan sadece 2,6 milyar yıl sonra, Evren’in erken dönemlerinde yüz milyonlarca yıl boyunca bir canavar galaksinin aşırı fiziksel özelliklerini korurken, modern bir çubuklu spiral galaksiye benzeyen bir şekil geliştirdiği varsayılmaktadır. Bu gözlemden elde edilen gaz dağılımı ve kinematiğine ilişkin ayrıntılı veriler, yalnızca canavar galaksilerin kökeni için değil, aynı zamanda diğer galaksilerdeki çubuklu yapıların oluşumu ve evrimine ilişkin araştırmalar için de önemli ipuçları sağlayacaktır, çünkü Evren’in erken dönemlerindeki çubuklu yapı oluşum sürecine tanıklık ediyoruz.
Kozmik Ağ Galaktik Büyümeyi Besliyor
Araştırma ekibinin lideri Shuo Huang şunları söylüyor: “Dev galaksilerin büyümesi için gereken önemli miktarda gaz, galaktik birleşmeler veya kozmik ağdan gelen akışlar tarafından sağlanır. Galaktik birleşme belirtisi olmasa da J0107a’nın etrafında büyük bir gaz diski tespit edildi.
“Bu gaz diskinin çapı yaklaşık 120.000 ışık yılıdır, bu da galaksinin yıldız olarak görülebilen ana gövdesinin çapının iki katıdır ve hareketi kabaca galaksinin hareketini takip etmektedir. Buna dayanarak, kozmik ağdan galaksiye doğru spirallenen büyük miktarda gazdan oluştuğunu varsayıyoruz (aşağıdaki nota bakınız).
“Bu, bir disk galaksinin kozmik ölçekli bir gaz akışından oluştuğu, ardından galaktik evrim sırasında bir çubuk yapısının ortaya çıktığı, hızlı galaktik ölçekli gaz akışlarına ve yıldız oluşum patlamalarına yol açan yeni bir canavar galaksi resmidir. Bu konuyu daha detaylı incelemek için ALMA ile gözlemsel çalışmalarımıza devam edeceğiz.”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Uzayın Renkli Yüzü: Hubble Eğik Galaksiyi Gözler Önüne Serdi