ALMA’nın kullanıldığı yeni bir çalışma ile uzak yıldız-oluşum gökadalarını çevreleyen soğuk gaz rezervleri içinde çalkantı hareketleri tespit edildi. Araştırma ekibi ilk kez uzak evrende CH+ tespiti yaparak yıldız oluşumunun kritik dönemlerinin keşfine yeni bir pencere açmış oldu. Bu molekülün varlığı gökadaların hızlı yıldız oluşum dönemlerini sürdürmeyi nasıl başardıkları konusunda yeni yaklaşımlar sağlıyor. Sonuçlar Nature dergisinde yayımlandı.
Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure ve Paris Gözlemevi, Fransa) liderliğindeki bir ekip Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi’ni (ALMA) kullanarak uzak yıldız-oluşum gökadalarında CH+ [1] karbon hidrat molekülüne dair izler tespit etti [2]. Gözlemi yapılan altı gökadanın beşinde güçlü CH+ sinyalleri bulunurken, bunlar arasında Kozmik Kirpik gökadası da yer alıyor [3]. Bu araştırma sayesinde gökbilimciler gökadaların büyümelerini anlamaya çalışırken bunların çevresel koşullarının yıldız oluşumuna nasıl kaynak sağladığı da ortaya çıkarılacak.
“CH+ özel bir moleküldür. Oluşmak için çok fazla enerjiye ihtiyaç duyar ve oldukça reaktiftir, yani yaşam süresi oldukça kısadır ve uzaklara taşınamaz. Bu sayede gökadalarda ve çevrelerinde enerjinin nasıl taşındığı CH+ ile izlenebilmektedir.” diyor araştırma katkı sağlayan ESO gökbilimcisi Martin Zwaan.
CH+’nın nasıl enerji taşıdığı; karanlık, aysız bir gecede tropikal bir okyanus üzerinde giden bir bota benzetilebilir. Koşullar sağlandığında, floresan plankton ilerleyen botun çevresini aydınlatır. Su içinde ilerledikçe türbülansa neden olan bot, planktonun ışık salmasını sağlayarak, karanlık suyun altındaki çalkantılı bölgelerin varlığını ortaya çıkarmaktadır. CH+ özellikle gazın çalkantı hareketiyle yayıldığı küçük alanlarda oluştuğundan, bu noktaların tespiti enerjinin gökada ölçeğinde dağılımını ortaya çıkarmaktadır.
Gözlenen CH+ gökada içerisindeki yıldız oluşum bölgelerinden kaynaklanan hızlı ve sıcak gökada rüzgârları ile güçlendirilen yoğun şok dalgalarını ortaya çıkarmaktadır. Gökada boyunca ilerleyen bu rüzgârlar maddeyi dışarıya doğru iter ancak çalkantı hareketinin bir parçası olan bu maddeler gökadanın kendi kütleçekimi tarafından tekrar yakalanır. Bu madde daha sonra gökadanın yıldız oluşum bölgesinden dışarıya 30 000 ışık yılı öteye kadar genişleyerek soğuk, düşük yoğunluklu çalkantılı gaz rezervlerinde toplanır [4].
“CH+ ile, gökada-boyutlarındaki rüzgarlarda depolanan enerjinin, gökadayı çevreleyen ve daha önce görülmeyen soğuk gaz rezervlerinde çalkantı hareketine dönüştüğünü öğreniyoruz,” diyor yeni makalenin baş-yazarı Falgarone. “Sonuçlarımız gökada evrimi teorisine meydan okuyor. Gaz rezervlerinde çalkantıya neden olan bu gökada rüzgarları yıldız oluşum aşamasını bitirmek yerine uzatmaktadır.”
Ekip sadece gökada rüzgârlarının yeni ortaya çıkarılan gaz rezervlerini tazelemek için yeterli görünmediğini ve güncel teori ile tahmin edildiği üzere, kütlenin gökada birleşmeleri ya da gizli gaz akıntıları tarafından sağlandığını düşünüyor.
“Bu keşif evrenin erken dönemlerindeki en yoğun yıldız oluşum gökadaları etrafındaki madde akışının nasıl düzenlendiğinin anlaşılması için büyük bir adımı temsil ediyor,” diyor ESO Bilim Direktör ve eş-yazar Rob Ivison. “Ayrıca farklı alanlardan bilim insanlarının bir araya gelerek dünyanın en güçlü teleskoplarından birini kullandıklarında nelerin başarılabileceğini gösteriyor.”
Notlar
[1] CH+, CH molekülünün kimyacılar tarafından methylidynium olarak bilinen bir iyonudur. Yıldızlar-arası ortamda keşfedilen ilk üç molekülden biridir. Keşfi 1940’larda olduğu için, CH+’nın yıldızlararası uzaydaki varlığı aşırı reaktif ve diğer moleküllere göre daha çok çabuk sürede yok olması nedeniyle bir gizem olarak kalmıştır.
[2] Bu gökadaların Samanyolu gibi sakin gökadalarla karşılaştırıldıklarında çok daha yüksek bir yıldız oluşum oranına sahip oldukları bilinmektedir. Bu nedenle bu nesneler gökada gelişimini ile gaz, toz, yıldızlar ve gökadaların merkezindeki karadelikler arasındaki etkileşimi araştırmak için uygun hale gelmektedir.
[3] ALMA her bir gökadanın tayfını almak için kullanılmıştır. Tayf bir ışık kaydı olup, bu genellikle bir gökbilimsel nesneye aittir ve aynı bir yağmur damlasının ışığı renklerine ayırarak gökkuşağını oluşturması gibi, gelen ışığın farklı renklerine (ya da dalgaboylarına) ayrılması işlemidir. Her bir element tayf üzerinde kendine özel bir “parmak izine” sahip olduğundan, tayf sayesinde gözlenen nesnelerin kimyasal içeriği belirlenebilmektedir.
[4] Yayılan gazın bu çalkantılı rezervi uzak kuasarların etrafındaki parlak halelerle aynı doğaya sahip olabilir.
ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi, Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin)
