JWST, Samanyolu’nun kalbindeki karanlık moleküler bulutlara bakıyor

Samanyolu’nun kalbinin yakınında gökbilimcilerin “Tuğla” adını verdiği sıra dışı bir nesne var. Kızılötesi kara bulut (IDC) adı verilen devasa bir gaz bulutu. Tuğla, türündeki diğerleri gibi yoğun ve çalkantılıdır, ancak bazı nedenlerden dolayı çok az yıldız oluşumu belirtisi gösterir.

Neden?

Samanyolu’nun merkezi moleküler bölgesi (CMZ), incelenmesi zor bir bölge olabilir. Yeni yıldızları doğuran karanlık moleküler bulutlar orada bulunuyor. CMZ, yaklaşık 60 milyon güneş kütlesinde gaz içeren devasa bir moleküler bulut kompleksidir. Tuğla da bu bulutlardan biri. Gökbilimciler bu bölgeyi daha iyi anlamak konusunda istekli ve JWST, yoğun bölgeyi inceleyerek bazı ayrıntıları ortaya çıkarma yeteneğine sahip.

Brick, Samanyolu’nda en çok çalışılan IDC’lerden biridir. Benzer kütleli diğer bulutlara göre çok daha az yıldız oluşumu gösterir. Bu bir gizem oluşturuyor ve gökbilimciler gizemlere yöneliyor.

Bir araştırmacı ekibi, G0.253+0.015 olarak da adlandırılan Brick’i incelemek için JWST’yi kullandı. Ancak yoğun bölgenin içini görmek zordur. Bu nedenle gökbilimciler bu gaz bulutlarını incelemek için karbon monoksite yöneliyor. Hidrojen daha bol miktarda bulunur ancak karbon monoksit çok parlaktır ve belirli dalga boylarında görülebilir. Gökbilimciler yıldızlararası bulutların hareketini ve yoğunluğunu izlemek için onu izliyorlar.

Yeni çalışmanın başlığı “JWST, galaktik merkez bulutu G0.253+0.015’te yaygın CO buz ve gaz emilimini ortaya koyuyor,” ve şu adreste mevcuttur: arXiv ön baskı sunucusu. Baş yazar, Florida Üniversitesi Astronomi Yardımcı Doçenti Adam Ginsburg’dur.

Brick’te görünürde yıldız oluşumunun olmayışı için önerilen farklı açıklamalar vardır. Genç olabilir, çok çalkantılı olabilir, manyetik alanlarla sınırlandırılmış olabilir ya da aslında aynı görüş hattı üzerinde çok sayıda bulut olabilir. Yazarlar şöyle açıklıyor: “Bu açıklamaların her biri muhtemelen bulutun durumu ve evriminde bir rol oynayacaktır.”

Yıldız oluşum hızı diğer benzer bulutların gerisinde kalsa da orada hâlâ 56.000’den fazla yıldız var.

Gökbilimciler, CMZ de dahil olmak üzere Samanyolu’ndaki gazın varlığını, dağılımını ve davranışını anlamak için çok çaba harcadılar. Ancak CO gibi donmuş gazları çok detaylı bir şekilde araştırmadılar. Bunun nedeni, onu incelemek için güçlü kızılötesi yetenekler gerektirmesidir.

JWST’nin NIRCam’ine ve onun güçlü, çok yönlü filtrelerine girin.

Araştırma ekibi Brick’i daha dikkatli incelemek için NIRCam’i kullandı. Brick’in düşünülenden daha fazla CO buzu içerdiğini ve Brick’in yüzeyindeki CO’nun gaz fazında olmasına rağmen iç kısmında donmuş olduğunu buldular. Bu bize Brick hakkında ne söylüyor?

Brick hakkında henüz kesin bir sonuç yok. Brick’in içindeki yoğun moleküler bölgelerde CO, buluttaki birincil soğutucudur. Yani bulutun düşük yoğunluklu eteklerinde CO2’nin soğutma etkisi daha güçlü olmalıdır. Tersine, bulutun daha yoğun iç bölgelerinde CO tamamen donmuş olabilir ve toz, baskın soğutucu olarak karbon monoksitin yerini alamayacak kadar seyrek olabilir.

Yıldızlar gazın soğuk olduğu zamanlarda oluşmayı severler, dolayısıyla bu kadar fazla CO2 bulunması yıldız oluşumunun yüksek bir oranına işaret etmelidir. Ancak tuğlanın içindeki gaz, buzun varlığına rağmen diğer bulutlardan daha sıcaktır.

Bu sonuçlar bize genel galaktik merkez hakkında bir şeyler söylüyor. Hem GC’deki standart CO bolluğuna hem de aynı bölgedeki gaz-toz oranına ilişkin anlayışımızı değiştiriyorlar. Bu sonuçlara göre her ikisi de çok düşük.

Brick’te ve galaktik merkezde düşünülenden daha fazla CO varsa, bu durum yıldız oluşum modelleri açısından farklı anlamlara gelebilir ve Brick’in düşük yıldız oluşum oranını etkileyebilir.

Bulutlardaki CO2 dağılımına ilişkin standart modeller mevcut ancak astronomi ve astrofizikteki birçok şey gibi JWST de gökbilimcilere daha önce sahip olduklarından daha ayrıntılı bilgiler veriyor ve bazı yerleşik fikirleri altüst ediyor. Bu araştırmanın arkasındaki ekip, eğer Samanyolu’nun merkez bölgesi bu kadar CO içeriyorsa, muhtemelen diğer galaksilerin de öyle olduğuna dikkat çekiyor.

Bu, ekibin Brick’e ilişkin JWST gözlemlerine dayanan ilk makalesi. Karbon monoksit için yeni sonuçlar sunarken herhangi bir sonuca ulaşmıyor. Ancak Brick’in en çok gözlemlenen IDC statüsünü güçlendirmeye yardımcı oluyor.

Gelecekteki bir makale, Brick’in MIRI (Orta Kızılötesi Enstrüman) gözlemlerini ve merkezi moleküler bölgedeki başka bir yapı olan bulut C’nin MIRI ve NIRCam gözlemlerini sunacak.

Daha fazla gözlem netlik sağlayabilir ve gökbilimciler Brick’in düşük yıldız oluşum hızına ilişkin açıklamalarını alabilirler.