İçerden Dışarıya Doğru Ölen Dev Gökadalar

Gökbilimciler ilk kez yıldız oluşumunun “ölü” gökadalarda nasıl milyarlarca yıl önce durduğunu gösterdi. ESO’nun Çok Büyük Teleskopu ve NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu, Büyük Patlama’dan üç milyar yıl sonra bu gökadaların dış kısımlarında halen devam eden yıldız oluşmu etkinliğinin iç kısımlarında çoktan son bulduğunu ortaya çıkardı.Yıldız oluşumunun bu gökadalarda öncelikle merkezde başlayarak daha sonra dış kısımlarda devam ettiği görülüyor. Araştırma sonuçları Science dergisinin 17 Nisan 2015 tarihli sayısında yayınlandı.

Astrofizikte gizemli temel konulardan birisi de modern Evren’de yaygın olarak bulunan büyük kütleli, durgun eliptik gökadaların bir zamanlar yıldız oluşumunda görülen şiddetli etkinliklerini nasıl olup da dindirdikleri üzerine yoğunlaşmıştır. Bu kocaman gökadalar ya da genellikle şekilleri nedeniyle küremsi denilen nesneler, merkezlerinde içinde bulunduğumuz Samanyolu gökadasına kıyasla on kat daha fazla yıldız bulundurmakta ve yine on kat daha fazla kütleye sahip olmaktadırlar.

Gökbilimciler bu büyük gökadalara kızıl ve ölü yakıştırması yaparlar çünkü yeteri miktarda yaşlı kırmızı yıldız bolluğuna sahiplerken, genç mavi yıldızlardan yoksundurlar ve yeni yıldız oluşumuna dair hiçbir kanıtları yoktur. Kırmızı yıldızların tahmini yaşlarına bakılırsa içinde bulundukları gökada yaklaşık on milyar yıl önce yeni yıldız oluşum sürecini bitirmiş. Bu duraklama neredeyse Evren’deki yıldız oluşumunun zirve yaptığı döneme rastlıyor, gökadaların şimdilerde görülen yıldız oluşumuna kıyasla yirmi kat daha üretken olduğu zamanlar.

“Büyük kütleli bu ölü küreler Evren’in tüm yaşamı boyunca ürettiği toplam yıldızların neredeyse yarısını içeriyorlar,” diyor araştırmayı yürüten İsviçre’deki ETH Zürih’ten Sandro Tacchella. “Bu gökadaların nasıl bu hale geldiklerini anlamadan Evren’in bugün gördüğümüz haline nasıl evrimleştiğini anlayamayız.”

Tacchella ve ekip arkadaşları toplamda belirli kütle aralıklarında, büyük patlamadan üç milyar yıl sonraki döneme ait 22 gökadayı gözlediler [1]. Gökada örneklerinden ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) üzerindeki SINFONI aygıtı ile toplanan ışık yeni yıldızların üretildiği yerleri hassas bir şekilde gösterdi. SINFONI uzak gökadalardaki bu detaylı ölçümleri uyarlamalı optik sistemi sayesinde gerçekleştirebildi, bu sayede Yeryüzü atmosferinin bulanıklaştırma etkisi büyük oranda engellenmiş oldu.

Araştırmacılar ayrıca NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu’nu da aynı gökada takımına yönlendirerek, teleskopun konumunu bir avantaj olarak kullandılar ve gezegenimizin bozucu atmosferik etkilerinden kurtuldular. Hubble’ın WFC3 kamerası görüntüleri yakın-kırmızı-ötesinde alarak yıldız-oluşumu açısından aktif haldeki gökadalarda bulunan yaşlı yıldızların uzaysal dağılımlarını ortaya çıkardı.

“Burada harika olan şey SINFONI’nin uyarlamalı optik sistemi ile atmosferik etkilerin büyük oranda üstesinden gelerek yeni yıldızların oluştuğu yerlerden bilgi toplayabilmek ve benzer hassasiyetle aynı şeyi Hubble ile yaparak yıldızların kütle dağılımlarını ortaya çıkarmak oldu,” diyor araştırma ekibinden Marcella Carollo (ETH Zurich).

Elde edilen yeni verilere göre, örneklerdeki en büyük kütleye sahip gökadalar yeni yıldız üretimlerini çevrelerinde devam ettiriyor. Bununla birlikte, kabarık ve yoğun merkez bölgelerinde yıldız oluşumu çoktan sonlanmış.

“Büyük kütleli gökadalardaki yıldız oluşumunu durduran mekanizmanın doğasına dair elde edilen yeni kanıtlar gökbilimcilerin uzun süredir tartıştıkları konuya ışık tutabilir,” diyor İtalya Ulusal Astrofizik Enstitüsü, Padova Gözlemevi’nden Alvio Renzini.

Öne çıkan teorilerden birine göre gökadaların merkezindeki süper-kütleli karadeliklerden salınan enerji yoğunluğu nedeniyle yıldız-oluşturan madde etrafa saçılıyor. Başka bir öneriye göre ise yıldız oluşumuna yardım eden taze gaz gökada içerisine akmayı durdurarak, yeni yıldızların oluşmasını engelliyor ve gökadayı kırmızı ve ölü bir küreye dönüştürüyor.

“Bu dev kürelerin ölümüne yol açan fiziksel mekanizmalara dair birçok teorik öneri var,” diyor ekip üyelerinden Natascha Förster Schreiber (Max Planck Yerötesi Fiziği Enstitüsü, Garching, Almanya). “Yıldız oluşumunun merkezden başlayarak durduğunu ve dışarıya doğru ilerlediğini keşfetmek Evren’in bugünkü görünümüne nasıl ulaştığını göstermesi bakımından oldukça önemli bir gelişme.”

Notlar

[1] Evren’in yaşı yaklaşık olarak 13.8 milyar yıldır, bu nedenle Tacchella ve arkadaşlarının üzerinde çalıştıkları gökadaların genel olarak 10 milyar yıl önceki hali görülüyor.

ESO