12 Eylül 2013 Perşembe

Samanyolu Gökadası'nın merkezindeki fıstık


ESO Teleskoplarını kullanan iki gökbilimciler grubu Samanyolu’nun merkezi kısımlarının şimdiye kadar ki en iyi üç-boyutlu haritasını çıkardı. İç bölgelerin bazı açılardan fıstık-benzeri, ya da X-şeklinde görünümler aldığı bulundu. Bu garip şekil ESO’nun VISTA tarama teleskopuyla alınan merkezi bölgedeki oldukça sönük yüzlerce yıldızın hareket ölçümlerini de içeren halka açık verileri kullanılarak oluşturuldu. 

Gökadamızın en önemli ve en büyük kütleye sahip kısmı merkezi bölgesidir. Bu dev merkezi bulut yüzlerce ışık yılına kadar genişleyen bir alanda yaklaşık 10 milyar yıldız içermektedir, ancak yapısı ve kökeni halen tümüyle anlaşılmış değildir.

Malesef, gökada diski içerisindeki noktamızdan, merkezi bölgeye doğru olan görüşümüz — yaklaşık 27 000 ışık-yılı uzaklığıyla — yoğun bulut ve toz tabakalarınca önemli ölçüde örtülmektedir. Gökbilimciler daha iyi görüntüleri sadece daha uzun dalgaboylarında elde edebilmektedirler, bu yöntemde ışık ışınları toz bulutlarını aşabilmektedir.


2MASS kırmızı-ötesi gökyüzü taramalarına ait önceki gözlemlerde zaten merkez bölgesinin gizmli X-şeklinde bir yapıya sahip olduğundan şüphelenilmişti. Şimdi bilimcilerden oluşan iki grup birçok ESO teleskopundan alınan çok sayıda gözlem verisini kullanarak merkezin yapısının daha ayrıntılı görüntülerini elde etti.

Almanya Garching’teki Max Planck Yer-ötesi Fiziği Enstitüsü’nden olan birinci grup ESO’nun Şili’deki Paranal Gözlemevi’nde bulunan VISTA teleskopu (eso1101, eso1128, eso1141, eso1242, eso1309) ile gerçekleştirilen VVV yakın kırmızı-ötesi taramasına [1] ait verileri kullandı. Bu halka açık yeni tarama daha önceki taramalara göre merkezi bölgede bulunan otuz kat daha sönük yıldızları bile içeriyor. Araştırma ekibi toplamda iyi bilinen özellikleri sayesinde uzaklıkları tespit edilebilen 22 milyon kırmızı dev yıldız türünü tespit etti [2].

“VISTA’nın yıldız kataloğunun derinliği önceki çalışmaları oldukça aşıyor ve bu sayede toz tarafından yoğun bir şekilde örtülmüş olan bölgelerdeki yıldızların tüm popülasyonunu tespit edebiliyoruz,” diye açıklıyor çalışmanın ana yazarı Christopher Wegg (MPE). “Bu yıldız dağılımı ile gökada merkezinin üç-boyutlu haritasını çıkarabiliyoruz. İlk kez merkezi bölgenin şekline dair bir model kullanmadan böyle bir harita üretilmiş oldu.”

“Gökadamızın iç bölgelerinin kenardan bakınca bir fıstığa, yukardan bakınca uzatılmış bir çubuğa benzediğini bulduk,” diye ekliyor araştırma makalesinin ikinci yazarı ve MPE Dinamik Grubu’nun lideri Ortwin Gerhard [3]. “Bunu Samanyolu’nda ilk kez görüyoruz, ve grubumuzca ve diğer ekiplerce yapılan simülasyonlar başlangıçta sadece bir yıldzı diskinden oluşan bir çubuklu gökadaların karakteristik bir özelliği olduğunu ortaya çıkarmaktadır.”

Şili’li doktora öğrencisi Sergio Vásquez (Pontificia Şili Katolik Üniversitesi, Santiyago, Şili ve ESO, Santiyago, Şili) tarafından yönetilen ikinci bir uluslararası ekip merkezi bölgenin yapısını saptamak için farklı bir yaklaşım sergiledi. MPG/ESO 2.2 metre teleskopuyla 11 yıl süresince farklı zamanlarda alınan görüntüleri karşılaştırarak merkezi bölgedeki yıldızların gökyüzü düzlemindeki küçük kaymalarını ölçtüler. Bu veriler aynı yıldızların Dünya’ya doğru olan ve ters yöndeki hareket ölçümleri ile birleştirilerek 400’den fazla yıldızın üç boyutlu hareketi görüntülenmiş oldu.

“İlk defa çok sayıda yıldızın üç boyutlu hızları merkezi bölgenin her iki tarafından elde edilmiş oldu,” diye sonlandırıyor Vásquez. “Gözlediğimiz yıldızlar onları gökada düzlemi boyunca aşağıya ve yukarıya doğru taşıyan yörüngeleri nedeniyle X-şeklindeki merkez bölgesinin kolları boyunca hareket etmektedirler. Tüm bunlar son bilimsel modellerin tahminleri ile oldukça iyi bir şekilde uyuşmaktadır!”

Gökbilimciler Samanyolu’nun milyarlarca yıl önce sadece düz bir yıldızlar diskinden meydana geldiğini düşünüyorlar [5]. Bunun iç kısımları daha sonra üç boyutlu bir fıstık şeklinde bükülerek yeni gözlemlerde görülen şeklini almıştır.

Notlar

[1] Via Lactea VISTA Değişkenleri (VVV) taraması beş yakın-kırmızı ötesi filtre ile Samanyolu'nun merkezi ve güney gökküresi düzlemini taramaya adanan bir ESO halka açık taramasıdır. 2010 yılında başlamıştır ve beş yıl süresince toplam 1929 gözlem zamanı almıştır. Via Lactea Samanyolu'nun Latince ismidir.

[2] Kırmızı dev küme yıldızları standart ışık kaynağı oldukları için bu çalışmada kullanılmışlardır: dev yıldızların yaşamlarının bu aşamasındaki parlaklıkları yaşları veya kimyasal yapılarından bağımsızdır. Yıldızları örten gaz ve toz miktarı doğrudan gözlenen kırmızı küme yıldızlarından hesaplanmıştır, böylece örtülme olmadan parlaklık dağılımları ölçülebilmiştir. Daha sonra, bu yıldızların gerçek parlaklıkları aynı olduğundan, bu her yıldıza olan ortalama uzaklığı vermektedir. VVV taramasının uygun uzaysal kapsamı Samanyolu’nun tüm iç bölgesinin ölçülebilmesini sağlamıştır ve bu üç boyutlu ölçümler sayesinde merkezi bölgenin yapısı inşa edilebilmiştir.

[3] Benzer fıstık yapıları başka gökadaların merkezi bölgelerinde de gözlenmiştir ve oluşumları bilgisayar simülasyonları ile tahmin edilmiştir. Fıstık şeklindeki görünümün X-şeklindeki yapı içerisindeki yıldızların yörüngeleri ile oluşturulduğu görülmüştür.

[4] Dikey hızlara ait gözlemler ESO’nun Çok Büyük Teleskopu üzerindeki FLAMES-GIRAFFE ve Las Campanas Gözlemevi’ndeki IMACS tayf ölçüm aleti kullanılarak yapılmıştır.

[5] Samanyolu’nun da aralarında yer aldığı çoğu gökada, merkezi bölgeleri boyunca dar yapılar sergilemektedir, bunlara da gökbilimde çubuklu sarmal gökada adı verilmektedir.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma C. Wegg ve arkadaşlarınca kaleme alınan “Mapping the three-dimensional density of the Galactic bulge with VVV red clump stars” başlıklı ve S. Vásquez ve arkadaşlarınca kaleme alınan “3D kinematics through the X-shaped Milky Way bulge” başlıklı makaleler olarak Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ve Astronomy & Astrophysics adlı dergilerde yayınlanmıştır.

İlk araştırma ekibinde C. Wegg ve O. Gerhard (Max-Planck Yer-ötesi Fiziği Enstitüsü, Garching, Almanya) yer almaktadır.

İkinci araştırma ekibinde S. Vásquez (Pontificia Şili Katolik Üniversitesi, Santiago, Şili; ESO, Santiago, Şili), M. Zoccali (Pontificia Şili Katolik Üniversitesi), V. Hill (Nice Üniversitesi, CNRS, Côte d’Azur Gözlemevi, Nice, Fransa), A. Renzini (INAF − Padova Gözlemevi, Italya; Paris Gözlemevi, Fransa), O. A. González (ESO, Santiago, Şili), E. Gardner (Franche-Comté Üniversitesi, Besançon, Fransa), V. P. Debattista (Merkezi Lancashire Üniversitesi, Preston, İngiltere), A. C. Robin (Franche-Comté Üniversitesi), M. Rejkuba (ESO, Garching, Almanya), M. Baffico (Pontificia Şili Katolik Üniversitesi), M. Monelli (Kanarya Astrofizik Enstitüsü & La Laguna Üniversitesi, La Laguna, Tenerife, İspanya), V. Motta (Valparaiso Üniversitesi, Şili) ve D. Minniti (Pontificia Şili Katolik Üniversitesi; Vatikan Gözlemevi, İtalya) yer almaktadır.
Kaynak: ESO Türkiye

Hiç yorum yok:

Yorum Gönderme