Kırsal bir yerde gökyüzünde gördüğünüz sayısız yıldızın yanında binlerce yıldızdan oluşan bir şerit görürsünüz. O şerit, içinde olduğumuz ve kenarından gördüğümüz Samanyolu gökadamızdır. Işıktan daha hızlı yolculuk edip gökada düzlemimizin üzerine çıkabilseydik, çekirdeğin çevresine sarılmış sarmal kolları olan düz bir disk görürdük. Bu sarmal kolların şekli gerçekte nasıl? Düzlemin üzerine çıkıp böyle bir görüntü göremediğimiz için başka yöntemlerle şekli tahmin etmeliyiz.
Çalışmalarını Yer’den dışarı doğru yapan gökbilimciler, Perseus kolu olarak bilinen komşu sarmal kolun modelini oluşturdular. Önceki çalışmalarda Perseus kolu dar ve belirgin bir şekle sahip gösterilmişti. Bununla birlikte yeni çalışmalarda Perseus kolunun en azından bir kısmının böyle olmayabileceği gösterildi. Buradaki karmaşa ilk kez W. Burton tarafından 1971’de yaptığı çalışmanın sonucudur.
Samanyolu’nun uzun zamandır sarmal gökada olduğu biliniyor: soğanın çekirdeğindeki gibi merkezinde bir çıkıntıya ve ince, düz bir yıldız diskine sahip kızarmış yumurta şekli. On yıllardır gökbilimciler Samanyolu’nun diskini ve ilgili sarmal kollarını haritalamak için çalışıyor. Ormanın ortasında iseniz şeklini kestiremezsiniz, bu durumda ormanı nasıl haritaya dökersiniz?
Önceki çalışmalarda Samanyolu’nun uzun, dar ve belirgin sarmal kollarıyla örülü büyük bir yapı olduğu ileri sürülmüştü. Bununla birlikte yeni araştırmalar Samanyolu’nun dış kısmının (Güneş’in konumunun ötesi) çok daha belirsiz ve kaotik olduğunu gösterdi.
Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsünden (STScI) Josh Peek: “Aklımızda uzun zamandır ölçümlerin ve çıkarımların birleşimine dayanan gökada resmini oluşturmak vardı. Bu çalışma ile oluşan resmi sorguya çıkarıyoruz. Bağlantı kurduğumuz parçaların gerçekten birbiriyle bağlantılı olduğuna ilişkin kanıt göremiyoruz” diyor.
Uzaklıklar Anahtardır
Gökadamızı haritalarken yaşadığımız en büyük zorluk herhangi bir yıldızın, yıldız kümesinin veya gaz kümesinin uzaklığını bulmaktır. Genelde kabul gören yüksek kütleli yıldız oluşturan bölgelerde bulunan mazer adı verilen doğal olarak oluşan radyo kaynaklarının paralaks ölçümlerini kullanmaktır. Buna rağmen bu teknikte boşluklardan dolayı giderilemeyen hatalar bulunur.
Boşluklarla ilgili problemi çözebilmek için gökbilimciler yıldız oluşturan bölgelerdeki gaz bulutlarını ve daha özel olarak bu gaz bulutlarının hareketlerini inceler. İdeal bir durumda bir gaz bulutu için ölçtüğümüz hareket Samanyolu’nun genel dönüşü nedeniyle uzaklıkla ilişkilidir. Sonuç olarak gaz hızlarını ölçerek uzaklıkları ve dolayısıyla gökadanın temel yapısını belirleyebiliriz.
Soru şu: ideal olmayan şartlarda bu nasıl olacak? Herhangi bir gaz bulutunun hareketine galaktik merkez etrafındaki dönüşü egemen olsa da, daha rastgele hareketleri vardır. Bu ekstra hareketler haritalarımızı nasıl etkileyecek?
Derli Toplu ve Topaklı
Bu sorunun yanıtı için Peek ve ekibi gazı değil tozu incelediler. Genel olarak gökadamızda gaz ve toz yakından ilişkilidir, bu nedenle birini haritalarsanız diğerini de haritalayabilirsiniz.
Gökyüzüne yayılmış büyük yıldız gruplarının renklerini inceleyerek üç boyutlu haritaları oluşturulabilirsiniz. Yıldızla teleskopumuz arasındaki toz ne kadar fazlaysa yıldız doğal rengine kıyasla o kadar kırmızı yani ‘kızarmış’ görünür.
Peek ve ekibi Samanyolu’nun diskinde Güneşimizin ötesinde bulunan Perseus sarmal kolu olarak bilinen bir bölgeyi inceledi. Toza bağlı kızarma ile ölçülen uzaklıkların hız ile ilişkisi bilinenlerle karşılaştırıldı. Bulutların çoğunun aslında Perseus kolunun uzağında olmadığını bunun yerine yaklaşık 10 bin ışık yılı uzaklığa kadar uzandığını buldular.
“Sonuçta en azından gökadanın bu bölümünde uzun, sıska sarmal kollarımız yok. Şekilsiz ve topaklı parçalar var. Samanyolu’nun dış diskinin daha kısa, parçalanmış kol parçalarıyla yakındaki Messier 83 gökadasına benzemesi daha iyi bir olasılık” diyor Peek.
Haritayı Gözden Geçirme
Son çalışma Samanyolu’nun dış kısmına odaklanırken Peek’in STScI’daki ekibinin bir üyesi olan Catherine Zecker ise çalışmayı Samanyolu’nun iç kısmına doğru genişletmeyi düşünüyor. Güneş, en aktif yıldız oluşturan sarmal kolların olduğu bölgededir.
Zucker yaklaşık 1 ile 2 milyar yıldızın kırmızı değerini ölçmek için büyük ölçekli kırmızı-öte araştırmalarından yararlanarak üç boyutlu haritalar oluşturmayı planlıyor. Gökbilimciler bu yeni toz haritalarını mevcut gaz hızı araştırmalarıyla ilişkilendirerek Samanyolu’nun iç haritasını dış kısma yaptıkları gibi hassas hale getirebilir.
“Önceki üç boyutlu haritalama çalışmaları büyük ölçüde insan gözüyle görülebilen dalga boylarındaki verilere dayanıyordu. Hiç kimse üç boyutlu toz haritası oluşturmak için derin kırmızı-öte verileri kullanmadı. Perseus kolu gibi bu bölgenin daha kaotik ve daha az tanımlanmış olduğunu görebiliriz” diyor Zucker.
Yakın zamanda göreve başlaması planlanan Nancy Grace Roma Uzay teleskopu ve Vera Rubin Gözlemevi ile daha fazla bilgiye ulaşılabilecek. Roma Uzay teleskopu birkaç saat içinde tüm galaktik düzlemi haritalama yeteneğine sahip olacak. Ayrıca kırmızı-öte ölçümler yapabileceğinden tozdan etkilenmeyecek.
“Gökadanın diğer tarafını ilk kez net şekilde gördük. Roma göreve başlayınca çok daha ilgi çekici sonuçlar gelecektir.”
Diğer taraftan Rubin ile çeşitli optik dalga boylarında soluk cisimlerin gözlemleri yapılabilecek. Roma’nın gökyüzünü kırmızı-öte ile gözlemesi ve Rubin’in derin ve çok dalga boylu optik verileri birleştirilerek sonunda kozmik “ormanımızı” haritalayabileceğiz.
