Gökbilimciler, Samanyolu galaksisinin yıldız halesinin – tüm galaksilerin etrafındaki dağınık yıldızlardan oluşan bir bulutun – zeplin şeklinde ve eğimli olduğunu keşfettiler. Bu sanatçının çizimi, galaksimizi çevreleyen üç boyutlu halenin şeklini vurgulamaktadır. Kredi: Melissa Weiss/Astrofizik Merkezi | Harvard ve Smithsonian
Yakın zamanda yapılan bir araştırma, galaksimizin diskini çevreleyen yıldız halesi olarak bilinen dağınık yıldız bulutunun gerçek şeklini ortaya çıkardı. Daha önce bir plaj topu gibi büyük ölçüde küresel olduğu düşünülen, modern gözlemlere dayanan yeni model, yıldız halesinin tekmelenmiş bir futbol topuna benzer şekilde dikdörtgen ve eğimli olduğunu gösteriyor.
yayınlanan bu bulgular, Astronomi Dergisigalaksimizin tarihi ve evrimi dahil olmak üzere çeşitli astrofiziksel konular hakkında fikir ve karanlık madde arayışında ipuçları sağlar.
“Yıldız halesinin şekli, az önce ölçtüğümüz çok temel bir parametredir. kesinlik daha önce mümkün olandan daha fazla, ”diyor çalışmanın baş yazarı Ph.D. Jiwon “Jesse” Han. Astrofizik Merkezi’nde öğrenci | Harvard ve Smithsonian. “Yıldız halesinin küresel olmayıp futbol topu, rugby topu veya zeplin gibi şekillenmesinin pek çok önemli sonucu var – seçiminizi yapın!”
Han’ın danışmanı ve Harvard Üniversitesi’nde astronomi profesörü olan araştırmanın ortak yazarı Charlie Conroy, “On yıllardır, genel varsayım, yıldız halesinin aşağı yukarı küresel ve izotropik veya her yönde aynı olduğu yönündeydi” diye ekliyor. Astrofizik Merkezi. “Artık, galaksimizin küresel bir yıldız hacmine gömülü ders kitabı resminin atılması gerektiğini biliyoruz.”
bu SamanyoluYıldız halesi, daha genel olarak galaktik hale olarak adlandırılan şeyin görünür kısmıdır. Bu galaktik haleye, varlığı yalnızca uyguladığı yerçekimi ile ölçülebilen görünmez karanlık madde hakimdir. Her galaksinin kendi karanlık madde halesi vardır. Bu haleler, üzerinde sıradan, görünür maddenin asılı olduğu bir tür yapı iskelesi görevi görür. Buna karşılık, bu görünür madde yıldızları ve diğer gözlemlenebilir galaktik yapıları oluşturur. Galaksilerin nasıl oluştuğunu ve etkileşime girdiğini ve ayrıca karanlık maddenin temel yapısını daha iyi anlamak için, yıldız haleleri buna göre değerli astrofiziksel hedeflerdir.
Han, “Yıldız halesi, galaktik halenin dinamik bir izleyicisidir” diyor. “Genel olarak galaktik haleler ve özellikle kendi galaksimizin galaktik halesi ve tarihi hakkında daha fazla bilgi edinmek için, yıldız halesi başlamak için harika bir yer.”
Samanyolu’nun yıldız halesinin şeklini kavramak, astrofizikçileri uzun süredir, içine gömülmüş olmamızın basit bir nedeni nedeniyle zorladı. Yıldız halesi, Güneş Sistemimizin bulunduğu galaksimizin yıldızlarla dolu düzleminin yukarısında ve altında birkaç yüz bin ışıkyılı uzanır.
Han şöyle diyor: “Sadece onlara bakıp halelerini ölçtüğümüz dış galaksilerin aksine, kendi galaksimizin halesinin aynı türden havadan, dış perspektifinden yoksunuz.”
İşleri daha da karmaşık hale getiren, yıldız halesinin oldukça dağınık olduğu ve galaksideki tüm yıldızların kütlesinin yalnızca yaklaşık yüzde birini içerdiği kanıtlanmıştır. Yine de zamanla, gökbilimciler bu haleyi dolduran binlerce yıldızı tanımlamayı başardılar; bunlar, diğer Samanyolu yıldızlarından ayırt edici kimyasal yapıları (yıldız ışıklarının incelenmesiyle ölçülebilir) ve ayrıca mesafeleri ve ötedeki hareketleri nedeniyle ayırt edilebilir. gökyüzü. Bu tür çalışmalar sayesinde gökbilimciler hale yıldızlarının eşit dağılmadığını fark ettiler. O zamandan beri amaç, yıldız halesinin nihai kökenlerini çözmek için uzaysal olarak demetler ve akışlar olarak görünen yıldızların aşırı yoğunluk modellerini incelemekti.
tarafından yapılan yeni çalışma CfA araştırmacılar ve meslektaşları, son yıllarda toplanan ve yıldız halesini daha önce hiç olmadığı kadar derinleştiren iki büyük veri setinden yararlanıyor.
İlk set, Avrupa Uzay Ajansı tarafından 2013 yılında fırlatılan devrim niteliğinde bir uzay aracı olan Gaia’dan. Gaia, yakındaki bazı yıldız halo yıldızları da dahil olmak üzere Samanyolu’ndaki milyonlarca yıldızın konumlarının, hareketlerinin ve mesafelerinin en kesin ölçümlerini derlemeye devam ediyor. .
İkinci veri seti, Arizona’daki Fred Lawrence Whipple Gözlemevi’nde bulunan MMT’de yürütülen yer tabanlı bir araştırma ve CfA ile Arizona Üniversitesi arasındaki bir işbirliği olan H3’ten (Yüksek Çözünürlükte Halo’da Hectochelle) alınmıştır. H3, Gaia’nın değerlendiremeyeceği kadar uzaktaki on binlerce yıldız halo yıldızının ayrıntılı gözlemlerini topladı.
Bu verileri, yıldız hale şeklinin tüm gözlemlerden ortaya çıkmasına izin veren esnek bir modelde birleştirmek, kesinlikle küresel olmayan haleyi ortaya çıkardı – ve futbol topu şekli, bugüne kadarki diğer bulgularla güzel bir şekilde örtüşüyor. Örneğin şekil, Samanyolu’nun yıldız halesinin oluşumuyla ilgili önde gelen bir teori ile bağımsız ve güçlü bir şekilde hemfikirdir.
Bu çerçeveye göre yıldız halesi, 7-10 milyar yıl önce yalnız bir cüce gökadanın bizim çok daha büyük gökadamızla çarpışması sonucu oluşmuştur. Ayrılan cüce galaksi, eğlenceli bir şekilde Gaia-Sausage-Enceladus (GSE) olarak bilinir; burada “Gaia” yukarıda bahsedilen uzay aracını, “Sosis” Gaia verilerini çizerken ortaya çıkan bir modeli ve “Enceladus” Yunan mitolojik devini ifade eder. bir dağın altına gömüldü – GSE’nin Samanyolu’na nasıl gömüldüğü gibi. Bu galaktik çarpışma olayının bir sonucu olarak, cüce galaksi parçalandı ve onu oluşturan yıldızlar dağılmış bir hale haline geldi. Böyle bir köken hikayesi, yıldız halo yıldızlarının Samanyolu’nda doğup büyüyen yıldızlara içkin benzemezliğini açıklar.
Çalışmanın sonuçları, GSE ve Samanyolu’nun tüm bu çağlar önce nasıl etkileşime girdiğini daha da ayrıntılı olarak anlatıyor. Teknik olarak üç eksenli elipsoid olarak adlandırılan futbol şekli, yıldız halesindeki iki yıldız yığınının gözlemlerini yansıtıyor. Yığınlar görünüşte GSE Samanyolu’nun iki yörüngesinden geçtiğinde oluşmuştu. Bu yörüngeler sırasında GSE, apocenter denilen noktalarda veya cüce galaksinin daha büyük yerçekimi çekicisi olan ağır Samanyolu’nun yörüngesindeki en uzak noktalarda iki kez yavaşlayacaktı; bu duraklamalar, GSE yıldızlarının fazladan dökülmesine yol açtı. Bu arada, yıldız halesinin eğimi, GSE’nin Samanyolu ile doğrudan değil, bir geliş açısıyla karşılaştığını gösterir.
Conroy, “Yıldız halesindeki yıldızların eğimi ve dağılımı, galaksimizin 7-10 milyar yıl önce başka bir küçük galaksiyle çarpıştığının çarpıcı bir teyidini sağlıyor” diyor.
Özellikle, GSE-Samanyolu parçalanmasından bu yana o kadar çok zaman geçti ki, yıldız halo yıldızlarının dinamik bir şekilde klasik, uzun süredir varsayılan küresel şekle yerleşmeleri bekleniyordu. Ekip, muhtemelen daha geniş galaktik hale ile konuşmadıkları gerçeğini söylüyor. Bu karanlık maddenin egemen olduğu yapının kendisi muhtemelen çarpıktır ve kütleçekimi sayesinde, aynı şekilde yıldız halesini de dengesiz tutmaktadır.
Conroy, “Eğik yıldız halesi, altta yatan karanlık madde halesinin de eğimli olduğunu güçlü bir şekilde gösteriyor” diyor. “Karanlık madde halesindeki bir eğim, Dünya’daki laboratuvarlarda karanlık madde parçacıklarını tespit etme yeteneğimiz için önemli sonuçlara sahip olabilir.”
Conroy’un son noktası, şu anda devam eden ve planlanan çok sayıda karanlık madde detektörü deneyine işaret ediyor. Astrofizikçiler, galaktik olarak konuşursak, maddenin daha yoğun olduğu yerde karar verebilirlerse, bu dedektörler karanlık madde ile anlaşılması zor bir etkileşimi yakalama şanslarını artırabilir. Dünya, Samanyolu’nda hareket ederken, yoğun ve yüksek hızlı karanlık madde parçacıklarının bu bölgeleriyle periyodik olarak karşılaşacak ve bu da tespit olasılığını artıracaktır.
Yıldız halesinin en makul konfigürasyonunun keşfi, evrendeki yerimiz hakkında temel ayrıntıları doldururken birçok astrofiziksel araştırmayı ileriye taşıyor.
“Bunlar galaksimiz hakkında sorulacak sezgisel olarak ilginç sorular: ‘Galaksi neye benziyor?’ ve “Yıldız halesi neye benziyor?” diye soruyor Han. “Özellikle bu araştırma ve çalışma hattıyla, sonunda bu soruları yanıtlıyoruz.”
Referans: Jiwon Jesse Han, Charlie Conroy, Benjamin D. Johnson, Joshua S. Speagle (沈佳 士), Ana Bonaca, Vedant Chandra, Rohan P. Naidu1, Yuan tarafından yazılan “Galaksinin Yıldız Halosu Eğik ve Doubly Broken” -Sen Ting (丁源 森), Turner Woody ve Dennis Zaritsky, 15 Kasım 2022, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac97e9