1960’ların bilimkurgu televizyon programı “Lost in Space”te, sözde gezegen kolonistlerinden oluşan küçük bir aile yoldan çıkar ve galaksimizde kaybolur. Ama söz konusu olduğunda gerçek, kurgudan daha gariptir. Hubble uzay teleskobu keşifler Hubble sayesinde, astronomlar artık ev diyebilecekleri bir galaksileri bile olmayan tüm yıldız ailelerini ve muhtemelen onların gezegen sistemlerini biliyorlar. Yayılanın içinde yuvalanmış durumdayız Samanyolu galaksi, bir yıldızlar imparatorluğu. Ancak yüzlerce veya binlerce galaksiden oluşan dev kümelerin içinde dolaşan birçok yıldız var. Bu yıldızlar, bir kümedeki herhangi bir galaksiye yerçekimsel olarak bağlı değildir. Gece gökyüzü, gökyüzüne serpiştiren komşu galaksilerin zayıf yumuşak parıltısı dışında, ana güneşlerinin etrafında dönen herhangi bir sakin için mürekkep siyahı ve yıldızsız görünecektir.
Toplu olarak, bu asi yıldızlardan gelen loş, dağınık parıltı, küme içi ışık adı verilen bir arka plan oluşturur ve bu, onların etrafta pusuya yattığının kanıtıdır. İlk ipuçları 1951’de gelse de Hubble, yerdeki teleskoplardan görüldüğü gibi gece gökyüzünün 1/10.000’de 1’i kadar parlak olmasına rağmen bu ışığı kolayca tespit edebiliyor. Milyarlarca yıl önce galaksiler bugün görülenden daha küçüktü ve muhtemelen daha zayıf bir yerçekimi nedeniyle yıldızları oldukça kolay bir şekilde saçıyorlar. (Samanyolumuzdan kaçış hızı saatte 1 milyon milin üzerindedir). Küme içi ışığın kökenini anlamak, astronomlara tüm galaksi kümelerinin toplanma geçmişi hakkında yeni bilgiler verebilir.
Bunlar, MOO J1014+0038 (sol panel) ve SPT-CL J2106-5844 (sağ panel) adlı iki büyük gökada kümesinin Hubble Uzay Teleskobu görüntüleridir. Yapay olarak eklenen mavi renk, küme içi ışık adı verilen bir olguyu yakalayan Hubble verilerinden çevrilmiştir. Bu son derece zayıf parıltı, küme boyunca dağılmış gezgin yıldızlardan gelen düzgün bir ışık dağılımını izliyor. Milyarlarca yıl önce yıldızlar ana galaksilerinden döküldü ve şimdi galaksiler arası uzayda sürükleniyor. Kredi: Bilim: NASA, ESA, STScI, James Jee (Yonsei Üniversitesi), Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI)
Hubble Uzay Teleskobu, Galaksiler Arasındaki Hayalet Işığın Zamanda Çok Geriye Uzandığını Buluyor
Yüzlerce hatta binlerce galaksiden oluşan dev kümelerde, sayısız yıldız galaksiler arasında kayıp ruhlar gibi dolaşıp hayaletimsi bir ışık sisi yayar. Bu yıldızlar, bir kümedeki herhangi bir galaksiye yerçekimsel olarak bağlı değildir.
Gökbilimciler için rahatsız edici soru şuydu: Yıldızlar ilk etapta küme boyunca nasıl bu kadar dağıldı? Birkaç rakip teori, yıldızların bir kümenin gökadalarından sıyrıldığı veya gökadaların birleşmesinden sonra etrafa saçıldığı veya milyarlarca yıl önce bir kümenin oluşum yıllarının başlarında mevcut olduğu olasılığını içerir.
Yakın zamanda yapılan bir kızılötesi anket NASABu sözde “küme içi ışığı” arayan Hubble Uzay Teleskobu, gizeme yeni bir ışık tutuyor. Yeni Hubble gözlemleri, bu yıldızların milyarlarca yıldır ortalıkta dolaştığını ve onları normal gökadalardan ayıracak bir gökada kümesi içindeki daha yakın tarihli dinamik etkinliğin bir ürünü olmadığını öne sürüyor.
Anket, yaklaşık 10 milyar ışıkyılı kadar uzaktaki 10 gökada kümesini içeriyordu. Bu ölçümler uzaydan yapılmalıdır çünkü zayıf küme içi ışık, yerden görüldüğü şekliyle gece gökyüzünden 10.000 kat daha sönüktür.
Araştırma, küme içi ışığın kümedeki toplam ışığa göre oranının, milyarlarca yıl öncesine bakıldığında sabit kaldığını ortaya koyuyor. Güney Kore, Seul’deki Yonsei Üniversitesi’nden James Jee, “Bu, bu yıldızların küme oluşumunun ilk aşamalarında zaten evsiz olduğu anlamına geliyor” dedi. Sonuçları 5 Ocak sayısında yayınlandı. Doğa dergi.
Hubble’ın Geniş Alan Kamerası 3 ile çekilmiş MOO J1014+0038 (sol panel) ve SPT-CL J2106-5844 (sağ panel) gökada kümelerinin resmi, renk anahtarı, pusula okları ve referans için ölçek çubuğuyla birlikte.
Bu görüntü, ışığın yakın kızılötesi dalga boylarını göstermektedir. Renk tuşu, ışığı toplarken hangi filtrelerin kullanıldığını gösterir. Her filtre adının rengi, o filtreden geçen dalga boyunu temsil etmek için kullanılan renktir.
Pusula grafiği, nesnenin göksel küre üzerindeki yönünü gösterir. Kuzey, gökyüzünde sabit bir nokta olmayan kuzey gök kutbunu işaret eder, ancak şu anda kutup çevresi takımyıldızı Ursa Minor’da Polaris yıldızının yakınında yer alır. Göksel koordinatlar karasal bir haritaya benzer, ancak aşağıya değil yukarıya baktığımız için doğu ve batı yer değiştirmiştir.
Ölçek çubuğu ışık yılı (ly) ve parsek (pc) olarak etiketlenmiştir.
Bir ışık yılı, ışığın bir Dünya yılında kat ettiği mesafedir. (Işığın, çubuğun uzunluğuna eşit bir mesafeyi kat etmesi 100.000 yıl sürer.) Bir ışık yılı, yaklaşık 5,88 trilyon mil veya 9,46 trilyon kilometreye eşittir.
Bir parsek aynı zamanda bir uzunluk veya mesafe ölçüsüdür. Bir parsek, yaklaşık 3,26 ışıkyılı genişliğindedir.
Bu ölçek çubuğunda gösterilen ışık yılı ve parsek cinsinden mesafenin ön plandaki veya arka plandaki nesneler için değil, gökada kümesi için geçerli olduğunu unutmayın.
Kredi: Bilim: NASA, ESA, STScI, James Jee (Yonsei Üniversitesi), Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI)
Bir gökada, kümenin merkezinin yörüngesinde dönerken, gökadalar arasındaki boşlukta gaz halindeki malzemenin içinden geçtiğinde, yıldızlar galaktik doğum yerlerinin dışına dağılabilirler. Bu süreçte sürükleme, gazı ve tozu galaksinin dışına iter. Bununla birlikte, yeni Hubble araştırmasına dayanarak Jee, bu mekanizmayı küme içi yıldız üretiminin birincil nedeni olarak reddediyor. Bunun nedeni, ana oyuncu sıyırma ise, küme içi ışık fraksiyonunun zaman içinde günümüze kadar artmasıdır. Ancak milyarlarca yıl boyunca sabit bir kesir gösteren yeni Hubble verilerinde durum böyle değil.
“Onları evsiz yapan şeyin ne olduğunu tam olarak bilmiyoruz. Mevcut teoriler sonuçlarımızı açıklayamıyor, ancak bir şekilde erken evrende büyük miktarlarda üretildiler” dedi Jee. “İlk oluşum yıllarında, galaksiler oldukça küçük olabilirdi ve daha zayıf yerçekimi kavraması nedeniyle yıldızları oldukça kolay bir şekilde kanattılar.”
İlk yazar Yonsei Üniversitesi’nden Hyungjin Joo, “Küme içi yıldızların kökenini çözebilirsek, bu, tüm bir gökada kümesinin birleşme tarihini anlamamıza yardımcı olacak ve kümeyi saran karanlık maddenin görünür izleyicileri olarak hizmet edebilirler” dedi. kağıdın Karanlık madde, galaksileri ve galaksi kümelerini bir arada tutan, evrenin görünmez yapı iskelesidir.
Gezici yıldızlar, galaksiler arasında nispeten yeni bir langırt oyunuyla üretildiyse, kümenin tüm yerçekimi alanı boyunca dağılmak için yeterli zamanları yoktur ve bu nedenle kümenin karanlık maddesinin dağılımını izleyemezler. Ancak yıldızlar kümenin ilk yıllarında doğmuşlarsa, küme boyunca tamamen dağılmış olacaklardır. Bu, astronomların, küme boyunca karanlık madde dağılımını haritalamak için asi yıldızları kullanmalarına izin verecektir.
Bu teknik yeni ve yerçekimsel mercekleme adı verilen bir fenomen nedeniyle tüm kümenin arka plan nesnelerinden gelen ışığı nasıl çarpıttığını ölçerek geleneksel karanlık madde haritalama yöntemini tamamlayıcı nitelikte.
Küme içi ışık ilk olarak 1951’de Fritz Zwicky tarafından en ilginç keşiflerinden birinin kümedeki parlak, soluk galaksiler arası maddeyi gözlemlemek olduğunu bildiren Saç gökada kümesinde tespit edildi. En az 1.000 gökada içeren Saç Kümesi Dünya’ya en yakın kümelerden biri olduğu için (330 milyon ışıkyılı), Zwicky 18 inçlik mütevazı bir teleskopla bile hayalet ışığı tespit edebildi.
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobuyakın-kızılötesi yeteneği ve duyarlılığı, küme içi yıldızları evrenin derinliklerine doğru aramayı büyük ölçüde genişletecek ve bu nedenle gizemi çözmeye yardımcı olacaktır.
Referans: Hyungjin Joo ve M. James Jee tarafından yazılan “Küme içi ışık, birliğin ötesinde kırmızıya kaymada zaten boldur”, 4 Ocak 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-022-05396-4
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA arasındaki uluslararası işbirliği projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble ve Webb bilim operasyonlarını yürütür. STScI, Washington, DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA için işletilmektedir.