Samanyolu hep sarmal değildi: Galaksinin şekli nasıl değişti?

Galaksilerin bir kısmının ‘şekil değiştiren’ yapısını sarmalayan yüz yıllık bir esrar perdesi aralandı ve bu süreç sonucunda Samanyolu galaksimizin ortaya çıkışından beri bugünkü sarmal görüntüsüne sahip olmadığı ortaya çıktı. Gazete Duvar’dan Tarkan Tufan’ın çevirdiği yazıya göre, Gökbilimci Alister Graham, ‘galaktik türleşme’ diye bilinen bir süreçte galaksilerin nasıl olup da bir şekilden diğerine dönüştüğünü ortaya koymak amacıyla eski ve yeni gözlemlere başvurdu. Araştırma, galaksiler arasındaki çarpışmaların ve sonrasında gerçekleşen birleşmelerin kozmik evrim sürecine yön veren bir ‘doğal seleksiyon’ türü olduğuna işaret etti. Bu, Samanyolu’nun kozmik şiddet sicilinin yalnızca bizim galaksimize has olmadığı anlamına gelir. Dahası da var. Graham, “Mesele, orada en güçlü olanın hayatta kalması. Astronomi artık yeni bir anatomi setine ve en sonunda galaksi türleşmesinin, galaksilerin kütleçekim tarafından belirlenen kaçınılmaz birleşmesi yoluyla gerçekleştiğini gösteren evrimsel bir çizgiye kavuştu” açıklamasını yaptı.

Galaksiler çeşitli şekillerde oluşur. Samanyolu’na benzeyenler, merkezi bir birikim noktasının ya da yıldız cisimlerinin ‘çıkıntısının’ çevresinde spiral şeklinde dönen düzenli haldeki yıldızların oluşturduğu kollardan meydana gelir. Messier 87 (M87) benzeri diğer galaksiler, kaotik bir merkezi birikimin çevresinde rastgele bir şekilde uçuşan milyarlarca yıldızın meydana getirdiği bir elipsten oluşur. Gökbilimciler, 1920’lerden bu yana galaksileri ‘Hubble dizisi’ adı verilen değişken galaksi anatomisi dizisine uygun biçimde sınıflandırıyor. Bizimkine benzeyen sarmal galaksiler bu dizinin bir ucunda, M87 benzeri eliptik gökadalar ise diğer ucunda yer alıyor. İkisi arasındaki boşluğu dolduranlar ise ‘merceksi galaksiler’ diye adlandırılan ve spiral kollara sahip olmayan, uzun bir küreyi andıran galaksilerdir. Bununla beraber, yaygın biçimde kullanılan bu sistemin şu ana dek içermediği öğe, bir galaksinin şeklini diğerine bağlayan evrimsel yollardı.

GALAKTİK EVRİMİ YENİDEN ŞEKİLLENDİRMEK

Graham, Hubble dizisinde yer alan evrimsel yolları ayrıştırmak için, Hubble Uzay Teleskobu’nun topladığı optik ışık görüntülerinde Samanyolu’na yakın mesafelerdeki 100 gökadayı inceledi ve bunları Spitzer Uzay Teleskobu’ndan sağlanan kızılötesi görüntülerle karşılaştırdı. Bu, her bir galakside yer alan bütün yıldızların kütlesini, merkezi süper kütleli kara deliklerin kütlesiyle karşılaştırmasına imkân tanıdı. Bu inceleme, köprü işlevi gören iki farklı tipteki merceksi galaksinin varlığını açığa çıkardı. Bunlardan biri eski ve tozdan yoksun, diğeri ise genç ve toz bakımından zengin olan türdü. Tozdan yoksun olan galaksiler gaz, toz ve diğer maddeleri biriktirdiğinde, merkezin etrafını saran disk bozulur ve söz konusu bozulma merkezden dışarı doğru yayılan spiral bir model meydana getirir. Bu, dönüşü sırasında gaz kümeleri meydana getiren, çöküşü ve yıldız oluşumunu başlatan aşırı yoğun dönen bölgeler halindeki spiral kolları yaratır.

Toz bakımından zengin olan merceksi gökadalar ise sarmal galaksiler birbiriyle çarpışıp birleştiği zaman ortaya çıkar. Bu, sarmal galaksilerin, yıldızların, gazın ve tozun bulunduğu sarmal kollarını uzatan küçük bir merkezi küre barındırmasıyla gerçekleşir. Genç ve tozlu merceksi galaksiler, sarmal galaksilere ve tozdan yoksun merceksi galaksilere kıyasla çok daha belirgin merkezi küreler ve kara delikler barındırır. Bunun şaşırtıcı sonucu, Samanyolu benzeri sarmal galaksilerin, aslında Hubble dizisinde bulunan toz bakımından zengin ve toz bakımından yoksul olan merceksi galaksiler arasında yer almasıydı. Graham, “Merceksi galaksilerin uzun zamandan beri betimlendikleri şekilde yegâne köprü grubu olmadığı anlaşıldıktan sonra, her şey yerine oturdu. Bu durum, çok sevdiğimiz galaksi dizisini yeniden tarif ediyor ve daha da mühimi, artık bir galaksi birleşim dizisi sayesinde, evrimsel yolları ya da hangi vakanın ‘kendine katma’ veya ‘birleşme’ diye adlandırılabileceğini görebiliyoruz” dedi.

KOZMİK KATILIM VE BİRLEŞMELER

Samanyolu’nun geçmişinin, büyümek için yakınlardaki daha küçük uydu galaksileri yuttuğu bir takım ‘yamyamlık’ olayıyla sonuçlandığına inanılıyor. Bununla beraber, araştırma, galaksimizin kozmik ‘kazanımlarının’ diğer maddeleri biriktirmesini ve yavaş yavaş tozdan yoksun bir merceksi galaksiden bugün bildiğimiz sarmal galaksiye dönüşme aşamasını da barındırdığını gösteriyor.   Galaksimiz, 4 milyar ilâ 6 milyar yıl içinde en yakındaki devasa galaktik komşusu olan Andromeda galaksisi ile dramatik bir şekilde birleşmeye doğru ilerliyor. Bu çarpışma ve birleşme her iki galaksinin sarmal kol yapısının dağılmasına neden olacak ve yeni araştırma bu birleşimin meydana getireceği yavru galaksinin, içten dışa doğru uzanan sarmal bir yapı olmasa bile hâlâ bir disk barındıran ve toz bakımından zengin bir merceksi galaksiye dönüşeceğini ortaya koyuyor.

Samanyolu-Andromeda yavru gökadası, eğer toz bakımından zengin olan üçüncü bir merceksi galaksi ile çarpışır ve onunla birleşirse, her iki galaksinin diske benzeyen öğeleri de dağılacaktır. Bu birleşme, soğuk gaz ve toz bulutlarını barındıramayan elips şekilli bir galaksi meydana getirecektir. Tıpkı bu yeni galaksinin uzak gelecekteki gökbilimcilere dönüşümünün hikayesini anlatacağı üzere, toz bakımından yoksul olan merceksi galaksiler de ilkel evrendeki çok eski ve yaygın görülen disk-şekilli galaksileri dönüştüren süreçlerin fosil kayıtları olarak işlev görebilir. Bu, James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) Büyük Patlama’dan yalnızca 700 milyon yıl sonra büyük bir küre şekilli galaksinin oluşmasını izah etmeye yardımcı olabilir. Yeni araştırma, elips biçimli galaksilerin birleşmesinin, 1000’i aşkın galaksiden meydana gelen kümelerin merkezinde bulunan, evrenin en haşmetli galaksilerinden bir kısmının varlığını açıklayabilecek bir aşama olduğunu da ortaya koyabilir.

Graham’ın araştırma makalesi Kraliyet Astronomi Derneği’nin aylık bülteninde yayınlandı.

Haber Merkezi