NASA teleskopu galaksi büyümesini, karanlık madde makyajını çözmeye yardımcı olacak

NASA’nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, birçok galaksinin görünen kenarlarının çok ötesine uzanan incecik yıldız akışlarını inceleyecek. Hubble ve James Webb uzay teleskopları gibi misyonlar, yakındaki galaksilerin etrafındaki bu yapıları tam olarak görmek için yüzlerce küçük görüntüyü bir araya getirmek zorunda kalacaktı. Roman bunu tek bir anlık görüntüde yapacak. Gökbilimciler bu gözlemleri galaksilerin nasıl büyüdüğünü ve karanlık maddenin doğasını keşfetmek için kullanacaklar.

Yıldız akıntıları, bazı galaksilerden dışarı doğru uzanan, bir galaksiyi çevreleyen küresel bir bölge olan halenin bir parçası olarak uzayda barışçıl bir şekilde sürüklenen eterik saç tellerine benziyor. Ancak bu yıldız uçuşları, bir galaksinin geçmişinin fosil kayıtları olarak hizmet eden eski kozmik ölçekli bir dramanın işaretleridir. Onları incelemek, gökbilimcileri galaktik arkeologlara dönüştürür.

Illinois, Evanston’daki Northwestern Üniversitesi’nde Roma’nın bu alandaki potansiyelini inceleyen doktora sonrası araştırmacı Tjitske Starkenburg, “Haleler çoğunlukla diğer galaksilerden sıyrılmış yıldızlardan oluşuyor” dedi. “Roma’nın geniş, derin görüntüleri, diğer galaksilerin halelerindeki tek tek yıldızları çözebileceğimiz kadar keskin olacak ve ilk kez çok sayıda galaksideki yıldız akışlarını incelemeyi mümkün kılacaktır.”

Starkenburg liderliğindeki ekip, bugün Amerikan Astronomi Derneği’nin Pasadena, California’daki 240. toplantısında sonuçlarını paylaşacak.

Galaktik yamyamlık, çalıntı yıldızlar

Simülasyonlar, galaksilerin kısmen daha küçük yıldız gruplarını yutarak büyüdüğü teorisini destekliyor. Daha büyük bir cüce gökada tarafından yörüngeye alınan bir cüce gökada yerçekimi tarafından bozulur. Yıldızları, en sonunda en yeni üyeleri olana kadar daha büyük galaksinin etrafındaki yayları ve döngüleri izleyerek çiseler.

New York’taki New York Üniversitesi’nde Hubble doktora sonrası araştırmacısı Sarah Pearson, “Yıldızlar cüce galaksiden sızıp daha büyük olana düştükçe, milyarlarca yıl boyunca bozulmadan kalan uzun, ince akışlar oluşturuyorlar” dedi. ayrıca yayınlanan ayrı bir çalışmanın baş yazarı Astrofizik Dergisi, misyonun bu alandaki tahmini gözlemleri hakkında. “Yani yıldız akışları geçmişten sırlar barındırır ve milyarlarca yıllık evrimi aydınlatabilir.”

Gökbilimciler, Samanyolu galaksimizdeki yıldızların konumlarını ve hareketlerini ölçmek için ince ayarlanmış ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) Gaia uydusu gibi teleskopları kullanarak bu yamyam süreci yakaladılar. Roman, hem Samanyolu’ndaki hem de diğer galaksilerdeki yıldızların benzer ölçümlerini yaparak bu gözlemlerini genişletecek.

Samanyolu, en az 70 yıldız akışına ev sahipliği yapar, yani muhtemelen en az 70 cüce gökada veya küresel yıldız kümesi – yüz binlerce kütleçekimsel olarak bağlı yıldızdan oluşan gruplar – yemiştir. Roman’ın Samanyolu görüntüleri, gökbilimcilerin yıldızların hareketini göstermek için anlık görüntüleri zamanında bir araya getirmelerine izin verebilir. Bu, karanlık maddenin – yalnızca görünür nesneler üzerindeki yerçekimi etkileriyle tespit edebileceğimiz görünmez maddenin – neyden yapıldığını öğrenmemize yardımcı olacaktır.

Bir teori, karanlık maddenin “soğuk” olduğunu veya ağır, ağır parçacıklardan oluştuğunu öne sürüyor. Eğer öyleyse, Roma’nın görebileceği şekilde yıldız akışlarını bozacak olan galaksi haleleri içinde bir araya toplanmalıdır. Roman, bu çarpıklıkları saptayarak ya da ortadan kaldırarak, karanlık maddenin yapılabileceği adayları daraltabilir.

Gökbilimciler ayrıca Samanyolu’nun komşu gökadalarının birçoğundaki yıldız akışlarını incelemeyi dört gözle bekliyorlar. Çok soluk ve uzakta oldukları için diğer galaksilerde iyi çalışılmıyorlar. Ayrıca o kadar genişler ki, bütün bir galaksiyi sarabilirler. Hem büyük hem de onları görebilecek kadar ayrıntılı görüntüler yakalamak için Roman’ınki gibi rakipsiz bir panoramik görüntü gerekir.

Özellikle Samanyolu’nun küresel yıldız kümelerinden yıldızları sifonladığı zaman oluşan zor yıldız akışları daha önce tespit edilmişti, ancak bunlar başka galaksilerde hiç bulunmamıştı. Daha az yıldız içerdikleri için daha sönüktürler, bu da onları daha uzak diğer galaksilerde tespit edilmelerini çok daha zor hale getirir.

Roman onları komşu galaksilerimizin birçoğunda ilk kez tespit edebilir. Görevin geniş, keskin, derin görüşü, bu muazzam, loş yapılarda tek tek yıldızları bile ortaya çıkarmalıdır. Daha önce yayınlanan bir çalışmada Astrofizik Dergisi Pearson, komşu galaksilerdeki küresel kümelerden kaynaklanan yıldız akışlarını sistematik olarak aramak için bir algoritmanın geliştirilmesine öncülük etti.

Starkenburg’un yeni çalışması, Roman’ın diğer gökadalardaki cüce gökadalardan kaynaklanan düzinelerce akışı tespit edebilmesi gerektiğini ve gökadaların büyüme şekline dair benzeri görülmemiş bir fikir sunması gerektiğini tahmin ederek resme katkıda bulunuyor.

Starkenburg, “Samanyolumuz hakkında daha fazla bilgi edinmek heyecan verici, ancak galaksi oluşumunu ve karanlık maddeyi gerçekten anlamak istiyorsak daha büyük bir örneklem boyutuna ihtiyacımız var.” Dedi. “Roman ile diğer galaksilerdeki yıldız akışlarını incelemek, büyük resmi görmemize yardımcı olacak.”