Samanyolu’nun gizemli iplikçiklerinin ‘eski, uzak kuzenleri’ var

Northwestern Üniversitesi astrofizikçisi Farhad Zadeh, 1980’lerin başında onları ilk keşfettiğinden beri Samanyolu’nun merkezinde sallanan büyük ölçekli, son derece organize manyetik iplikçiklerden oluşan bir aile tarafından büyülendi ve şaşırdı.

Şimdi, 40 yıl sonra, Zadeh hala büyülenmiş durumda ama belki biraz daha az şaşkın.

Diğer galaksilerde bulunan benzer iplikçiklerin yeni bir keşfi ile Zadeh ve çalışma arkadaşları, ilk kez iplikçiklerin bilinmeyen kökenleri için iki olası açıklama getirdiler. Bu ayın başlarında yayınlanan yeni bir makalede Astrofizik Dergi MektuplarıZadeh ve ortak yazarları, iplikçiklerin büyük ölçekli rüzgar ve bulutlar arasındaki etkileşimden kaynaklanabileceğini veya zayıf bir manyetik alan içindeki türbülanstan kaynaklanabileceğini öne sürüyor.

Zadeh, “Kendi Galaktik Merkezimizdeki lifler hakkında çok şey biliyoruz ve şimdi dış galaksilerdeki lifler, yeni bir galaksi dışı lif popülasyonu olarak ortaya çıkmaya başlıyor” dedi. “Her iki iplikçik popülasyonunun altında yatan fiziksel mekanizmalar, çok farklı ortamlara rağmen benzerdir. Nesneler aynı ailenin parçasıdır, ancak Samanyolu’nun dışındaki iplikçikler daha eskidir, uzak kuzenlerdir – ve demek istediğim çok uzak (zaman ve mekan olarak) ) kuzenler.”

Radyo astronomi uzmanı olan Zadeh, Northwestern’deki Weinberg Sanat ve Bilim Koleji’nde fizik ve astronomi profesörü ve Astrofizikte Disiplinlerarası Keşif ve Araştırma Merkezi’nin (CIERA) bir üyesidir.

‘Evrensel bir şeyler oluyor’

Zadeh’in keşfettiği ilk lifler, Samanyolu’nun merkezi süper kütleli kara deliğinin yakınında yükselen 150 ışıkyılı uzunluğa kadar uzanıyordu. Bu yılın başlarında Zadeh, gözlem koleksiyonuna yaklaşık 1000 iplikçik daha ekledi. Bu partide, tek boyutlu lifler çiftler ve kümeler halinde görünür, genellikle eşit aralıklarla istiflenir, bir arpın telleri gibi yan yana veya bir şelaledeki bireysel dalgalanmalar gibi yanlara doğru dökülür.

Zadeh, radyo teleskoplarından elde ettiği gözlemleri kullanarak, ışık hızına yakın bir manyetik alan boyunca dönen kozmik ışın elektronlarından oluşan gizemli iplikçikleri keşfetti. Zadeh, iplikçiklerin neden yapıldığı bilmecesini bir araya getiriyor olsa da bunların nereden geldiğini hâlâ merak ediyordu. Gökbilimciler kendi galaksimizin dışında yeni bir popülasyon keşfettiklerinde, bu, filamentleri çevreleyen uzaydaki fiziksel süreçleri araştırmak için yeni fırsatlar sundu.

Yeni keşfedilen iplikçikler, Dünya’dan bir milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan binlerce gökadadan oluşan yoğun bir arapsaçı olan bir gökada kümesinin içinde bulunuyor. Kümedeki bazı gökadalar, büyük ölçekli manyetik iplikçiklerin oluşumu için üreme alanları gibi görünen aktif radyo gökadalarıdır. Zadeh bu yeni ortaya çıkan iplikçikleri ilk kez gördüğünde hayrete düştü.

“Tüm bu yıllar boyunca kendi Galaktik Merkezimizdeki iplikçikleri inceledikten sonra, bu muazzam güzel yapıları görmek beni son derece heyecanlandırdı” dedi. “Bu iplikçikleri evrenin başka bir yerinde bulduğumuz için, evrensel bir şeyin gerçekleştiğini ima ediyor.”

galaktik devler

Yeni iplikçik popülasyonu Samanyolu’muzdakilere benzer görünse de, bazı temel farklılıklar var. Örneğin Samanyolu’nun dışındaki iplikçikler çok daha büyüktür – 100 ila 10.000 kat daha uzundur. Ayrıca çok daha yaşlılar ve manyetik alanları daha zayıf. Çoğu, bir kara deliğin jetlerinden tuhaf bir şekilde – 90 derecelik bir açıyla – küme içi ortamın uçsuz bucaksız hiçliğine veya küme içindeki galaksiler arasına sıkışmış uzaya asılır.

Ancak yeni keşfedilen popülasyon, Samanyolu’nun iplikçikleri ile aynı uzunluk-genişlik oranına sahip. Ve her iki popülasyon da enerjiyi aynı mekanizmalarla taşıyor gibi görünüyor. Fıskiyeye yaklaştıkça, iplikçiklerin elektronları daha enerjiktir, ancak iplikçikten aşağı doğru ilerledikçe enerji kaybederler. Kara deliğin jeti bir filaman oluşturmak için gereken tohum parçacıklarını sağlasa da, bilinmeyen bir şey bu parçacıkları şaşırtıcı uzunluklarda hızlandırıyor olmalı.

Zadeh, “Bazılarının 200 kiloparsek’e varan inanılmaz uzunlukları var” dedi. “Bu, tüm Samanyolu’muzun boyutundan yaklaşık dört ya da beş kat daha büyük. Dikkat çekici olan, elektronlarının bu kadar uzun bir ölçekte bir arada kalması. Bir elektron, iplikçik boyunca ışık hızında hareket ederse, onu 700.000 yıl ve ışık hızında seyahat etmiyorlar.”

umut verici olanaklar

Yeni makalede, Zadeh ve işbirlikçileri, iplikçiklerin kökenlerinin galaktik rüzgar ile bulut gibi bir engel arasındaki basit bir etkileşim olabileceğini varsayıyorlar. Rüzgar engelin etrafını sararken arkasında kuyruklu yıldız benzeri bir kuyruk oluşturur.

Zadeh, “Rüzgar, galaksinin dönerken kendi hareketinden gelir” dedi. “Hareket halindeki bir arabanın penceresinden elinizi uzattığınız zamanki gibi. Dışarıda rüzgar yok ama havanın hareket ettiğini hissediyorsunuz. Galaksi hareket ettiğinde, kozmik ışın parçacıklarının oldukça fazla olduğu yerlerden geçebilecek bir rüzgar yaratıyor.” Gevşektir. Malzemeyi süpürür ve filamentli bir yapı oluşturur.”

Bununla birlikte, simülasyonlar başka bir geçerli olasılık sunar. Araştırmacılar aktif, çalkantılı bir ortamı simüle ettiklerinde, uzun, ipliksi yapılar somutlaştı. Zadeh, radyo galaksileri hareket ederken yerçekiminin ortamı etkileyebileceğini ve onu karıştırabileceğini açıkladı. Ortam daha sonra dönen girdaplardan oluşan noktalar oluşturur. Zayıf manyetik alan bu girdapların etrafını sardıktan sonra gerilebilir, katlanabilir ve büyüyebilir – sonunda güçlü manyetik alana sahip uzun lifler haline gelebilir.

Aklına pek çok soru gelse de, Zadeh hâlâ yeni keşiflere hayret ediyor.

“Galaksimizin dışındaki tüm bu lifler çok eski” dedi. “Neredeyse evrenimizin farklı bir dönemindenler ve yine de Samanyolu sakinlerine iplikçiklerin oluşumu için ortak bir köken olduğuna dair işaret veriyorlar. Bence bu dikkate değer.”