Cüce galaksilerin 10 milyon yıl boyunca sessiz kalması yıldız oluşumunu teşvik ediyor

çalışmalar:

Büyük yıldızların düşük metaliklikte gecikmiş mekanik reaksiyonları

Nebular C IV 1550’nin metal açısından fakir yıldız patlaması Mrk 71’i görüntülemesi: yıkıcı soğumanın doğrudan kanıtı

Yıldızlarla dolu devasa galaksilere baktığınızda, onların muhteşem gaz topları üreten yıldız fabrikaları olduğunu düşünmeniz affedilebilir. Fakat gerçekte, daha az gelişmiş cüce galaksiler, daha yüksek yıldız oluşum oranlarına sahip daha geniş yıldız fabrika bölgelerine sahiptir.

Şimdi ise Michigan Üniversitesi’nden araştırmacılar bunun altında yatan nedeni keşfettiler: Bu galaksilerin, çevrelerini dolduran gazı söndürmeleri 10 milyon yıllık bir gecikmeyle gerçekleşiyor. Yıldız oluşturan bölgeler gaz ve tozu tutabilir, bu da daha fazla yıldızın birikmesine ve gelişmesine olanak tanır.

Bu nispeten bozulmamış cüce galaksilerde, Güneşimizin kütlesinin yaklaşık 20 ila 200 katı kadar büyük yıldızlar, süpernova olarak patlamak yerine kara deliklere çöküyor. Ancak Samanyolu Galaksisi gibi daha gelişmiş ve kirli galaksilerde patlama olasılıkları daha yüksek, dolayısıyla devasa süper rüzgarlar oluşuyor. Gaz ve toz galaksiden dışarı fırlıyor ve yıldız oluşumu hızla duruyor.

Bulguları Astrophysical Journal’da yayınlandı.

Araştırmanın ilk yazarı ve üniversite araştırmacısı Michelle Jeckmin, “Yıldızlar süpernovaya dönüştüklerinde, metal üretip salarak çevrelerini kirletiyorlar” dedi. “Düşük metalikliğe sahip, nispeten kirlenmemiş galaktik ortamlarda, kuvvetli rüzgarların başlangıcında 10 milyon yıllık bir gecikme olduğunu ve bunun da daha yüksek yıldız oluşumuna yol açtığını görüyoruz.”

California Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, gökbilimci Edwin Hubble’ın galaksileri sınıflandırma şeklini gösteren bir diyagram olan Hubble diyapazonuna işaret ediyor. Diyapazonun sapında en büyük galaksiler bulunur. Bu galaksiler çok büyük, yuvarlak ve yıldızlarla dolu olup, gazlarının tamamını yıldızlara dönüştürmüşlerdir. Diyapazonun dişleri boyunca, kompakt kolları boyunca gazlı bölgeler ve yıldız oluşturan bölgeler içeren sarmal gökadalar bulunur. Diyapazonun dişlerinin ucunda en küçük ve en az gelişmiş galaksiler bulunur.

Kaliforniya Üniversitesi’nden gökbilimci ve çalışmanın kıdemli yazarı Sally Ooi, “Fakat bu cüce galaksiler yalnızca küresel yıldız oluşum bölgelerini içeriyor” dedi. “Bunun neden olduğuna dair bazı fikirler vardı ama Michell’in keşfi çok güzel bir açıklama sunuyor: Bu galaksiler, gazlarını dışarı atmadıkları için yıldız oluşumunu durdurmakta zorlanıyorlar.”

Jekmen ayrıca, 10 milyon yıllık sessizliğin gökbilimcilere Büyük Patlama’nın hemen sonrasındaki kozmik şafağa benzer senaryoları değerlendirme fırsatı sağladığını söyledi. Bozulmamış cüce galaksilerde gazlar bir araya gelerek radyasyonun kaçabileceği boşluklar oluşturur. Daha önce “kazık çiti” modeli olarak bilinen bu olay, UV ışınlarının çit çıtaları arasından sızdığı yerdir. Gecikme, gazın bir araya gelmek için neden zamanı olduğunu açıklıyor.

Ultraviyole radyasyon önemlidir, çünkü hidrojeni iyonize eder; bu süreç de Büyük Patlama’dan hemen sonra meydana geldi ve evrenin opak durumdan şeffaf hale gelmesine neden oldu.

Jekmen, “Dolayısıyla, metalikliği düşük ve çok fazla ultraviyole radyasyona sahip cüce galaksilere bakmak, kozmik şafağa bakmaya benziyor” dedi. “Büyük Patlama etrafındaki zamanı anlamak çok ilginç. Bilgimiz açısından temel önem taşıyor. Bu çok uzun zaman önce gerçekleşen bir şey ve o kadar büyüleyici ki bugün var olan galaksilerde benzer durumları görebiliyoruz.”

Astrophysical Journal Letters’da yayınlanan ve Oi liderliğindeki ikinci bir çalışma, Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanarak yaklaşık 10 milyon ışıkyılı uzaklıktaki yakındaki bir cüce galakside bulunan Mrk 71 bölgesine baktı. Ekip, Mark 71’de Jekmin senaryosuna ilişkin gözlemsel kanıtlar buldu. Hubble Uzay Teleskobu ile yeni teknolojiyi kullanan ekip, üçlü iyonize karbonun ışığına bakan bir filtre dizisi kullandı.

Ooi, çok sayıda süpernova patlamasının yaşandığı daha gelişmiş galaksilerde, bu patlamaların yıldız kümesindeki gazı çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtarak milyonlarca Kelvin dereceye ulaştığını söyledi. Bu süper sıcak rüzgarlar genişledikçe gazın geri kalanını yıldız kümelerinden dışarı atıyorlar. Ancak yıldızların patlamadığı Mrk 71 gibi düşük metaliklik ortamlarında, bölgedeki enerji yayılıyor. Süper rüzgar oluşturma şansı yoktur.

Ekibin filtreleri, Mrk 71 gezegenindeki iyonize karbonun dağınık parıltısını tespit etti ve bu da enerjinin yayıldığını gösteriyor. Bu nedenle kuvvetli, sıcak rüzgarlar yoktur ve bunun yerine yoğun gazın çevrede kalmasına izin verir.

Oi ve Jakmin, çalışmalarının çeşitli sonuçları olduğunu söylüyor.

Ooi, “Bulgularımız, şu anda James Webb Uzay Teleskobu tarafından kozmik şafakta görülen galaksilerin özelliklerini açıklamada da önemli olabilir” dedi. “Sanırım hâlâ sonuçları anlama sürecindeyiz.”