GALAXY CRUISE, galaksilerin inceliklerini araştırmak için yurttaş gökbilimcilerle işbirliği yapıyor. Subaru Teleskobu’ndan alınan gelişmiş görüntüleri kullanan proje, galaksilerin birleştiklerinde faaliyetlerini artırdığını keşfetti. Çeşitli galaksilerle dolu olan Evren, çeşitliliğini geniş kozmik dönemlerdeki galaktik çarpışmalara ve birleşmelere borçludur.
GALAXY CRUISE, yurttaş gökbilimcilerle işbirliği yaparak galaksinin sırlarını ortaya çıkarmak için Subaru Teleskobu’nun görüntülerini kullanıyor. Proje, birleşen galaksilerin artan aktivite gösterdiğini buldu. Vatandaş gökbilimciler, kapsamlı eğitimler sayesinde galaksi etkileşimlerinin ve birleşmelerinin doğası hakkında çığır açan keşiflere olanak tanıyarak önemli katkılarda bulundular.
Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi (NAOJ) tarafından yönetilen bir vatandaş bilimi projesi olan GALAXY CRUISE, 2019’dan bu yana galaksilerin sırlarını ortaya çıkarmak için vatandaş gökbilimcilerle birlikte kozmik okyanusa yelken açıyor.
Subaru Teleskopu’ndan alınan derin, yüksek kaliteli görüntülerin yüksekkesinlik Yurttaş gökbilimciler tarafından sağlanan gökada sınıflandırmalarına göre profesyonel araştırmacılar, gökadaların diğer gökadalarla çarpışıp birleştiklerinde daha ‘aktif’ hale geldiklerini açıkça doğruladılar.
Bu sonuç GALAXY CRUISE’in ilk bilimsel makalesinde rapor edilmiştir. Yurttaş gökbilimcilerin sınıflandırmaları, dünyanın her yerindeki gökbilimcilerin yeni keşifler yapmak için bunları kullanabilmesi amacıyla kamuoyunun erişimine sunulmaktadır.
Şekil 1: Astronomi alanında ilk Japon vatandaş bilimi projesi olan GALAXY CRUISE, Kasım 2019’da yola çıktı. Galaksilerin neden bugün gördüğümüz çeşitli renkleri ve şekilleri sergilediğini ele almayı amaçlıyor. GALAXY CRUISE’in ilk sezonu Nisan 2022’ye kadar sürdü. 2 milyondan fazla sınıflandırmayı içeren galaksi morfoloji kataloğunu temel alan ilk bilimsel makale yayınlandı. Katalog da kamuoyuna açıklandı. Kredi bilgileri: NAOJ
Galaktik Çeşitlilik ve Vatandaş Katılımı
Evren çok çeşitli galaksilerle doludur; Bazı galaksiler kırmızı eliptik galaksilerdir, diğerleri ise mavi sarmal galaksilerdir. İyi tanımlanmış şekillere sahip olmayan galaksiler de vardır. Bu çeşitliliğin, kozmik zaman ölçeklerinde galaksiler arasındaki çarpışmalardan ve birleşmelerden kaynaklandığı düşünülüyor. Bununla birlikte, çarpışmaların ve birleşmelerin kesin rolleri tam olarak anlaşılamamıştır çünkü etkileşim halindeki galaksiler nadir nesnelerdir ve bu nedenle bulunması zordur.
Bu zorluğun üstesinden gelmek için GALAXY CRUISE, Subaru Teleskobuna kurulu Hyper Suprime-Cam (HSC) ile alınan derin görüntülerden etkileşim halindeki galaksileri belirlemek için yurttaş gökbilimcilerden yardım istedi.
Yurttaş gökbilimciler hiçbir şekilde profesyonel gökbilimciler değillerdir, ancak galaksileri sınıflandırabilirler mi? Evet yapabilirler! Profesyonel gökbilimciler onlara bunun nasıl yapılacağını gösteriyor. Vatandaş gökbilimcilerden galaksi morfolojisinin temellerini anlamak için bir eğitim kursuna katılmaları isteniyor. Kursu geçtikten sonra GALAXY CRUISE için biniş kartı alırlar.
Pek çok vatandaş gökbilimci gemiye bindi ve Evrendeki galaksilerin çeşitliliği karşısında büyülendi. GALAXY CRUISE’ın ilk 2,5 yılında yaklaşık 10.000 vatandaş gökbilimci Evreni araştırdı ve 2 milyondan fazla sınıflandırma yaptı. Bu kadar çok sayıda sınıflandırmanın tek başına profesyonel gökbilimciler tarafından yapılması mümkün olamazdı.
Araştırma Bulguları ve Çıkarımları
GALAXY CRUISE’in ‘Kaptanı’ Dr. Masayuki Tanaka, vatandaş bilim adamlarının sınıflandırmalarını dikkatle analiz etti ve vatandaş gökbilimcilerin galaksileri çok iyi sınıflandırdığını buldu. Şekil 2 doğruluğu göstermektedir. HSC görüntülerinin kalitesi, yüksek sınıflandırma doğruluğu için çok önemlidir; Önceki çalışmalarda eliptik gökadalar olarak sınıflandırılan birçok gökada vardır, ancak bunların daha derin HSC görüntülerinde net sarmal kollar sergiledikleri ortaya çıkmıştır. Tanaka, “GALAXY CRUISE’in sınıflandırma doğruluğu önceki çalışmaları geride bırakıyor” diyor.
Şekil 2: Yurttaş gökbilimciler tarafından tanımlanan sarmal gökadalar. Hepsi çok güzel sarmal kollar gösteriyor. Kredi bilgileri: NAOJ
Aynı durum GALAXY CRUISE’in odak noktası olan etkileşim halindeki galaksiler için de geçerlidir. Galaksiler çarpışıp birleştiğinde genellikle etraflarında gelgit kuyrukları gibi karakteristik özelliklerin olduğu çarpık şekiller gösterirler. Bu özellikler genellikle dağınık ve soluktur ve kolayca gözden kaçabilir. Ancak HSC görüntülerinin yüksek hassasiyeti ve yüksek açısal çözünürlüğü sayesinde GALAXY CRUISE bu soluk özellikleri başarıyla yakaladı.
Vatandaş gökbilimciler, önceki çalışmalarda rapor edilen ‘normal’ (yani etkileşime girmeyen) galaksilerin çoğunun aslında etkileşim belirtileri sergilediğini keşfettiler. Ayrıca yurttaş gökbilimciler şu anda şiddetli birleşmelerden geçen galaksileri de belirlediler. Şekil 3 bu şiddetli birleşmeleri göstermektedir. Hepsi çok karmaşık yapılara sahip, önemli ölçüde çarpık şekiller gösteriyor. Bu tür şiddetli birleşmeler son derece nadirdir ve bu tür gökadaların istatistiksel örnekleri, çok sayıda yurttaş gökbilimcinin yaptığı görsel sınıflandırmaların gücünü göstermektedir.
Şekil 3: Şiddet içeren birleşmeler. Galaksiler güçlü gelgit alanı tarafından önemli ölçüde bozuluyor, bu da birleşmelerin ne kadar şiddetli olabileceğini gösteriyor. Kredi bilgileri: NAOJ
Etkileşen gökada örnekleri, bu gökadaların, normal gökadalarla karşılaştırıldığında gelişmiş düzeyde yıldız oluşumu aktivitesi (Not 1) sergilediğini ortaya çıkardı. Ayrıca süper kütleli kara deliklerin de daha aktif olduğu bulunmuştur (Not 2). İlginçtir ki, bu aktivite Şekil 3’te gösterilen şiddetli birleşmelerde en belirgin şekilde artar. Bir birleşme olayının nihai birleşmesinin, galaksilerin iç aktivitesinin en güçlü şekilde arttığı an olması muhtemeldir. Bu ilginç sonuçlar bilimsel bir makalede yayınlandı. Bu, GALAXY CRUISE’in ilk makalesidir ve yalnızca gökbilimciler için değil aynı zamanda katılımcı yurttaş gökbilimciler için de bir dönüm noktasıdır.
Zorluklar ve İleriye Giden Yol
“Yıldız oluşumunu anlamaya yönelik pek çok çaba sarf edildi ve Kara delik galaksileri birleştirme faaliyetleri” diyor Tanaka. “Ancak araştırmacılar çoğu zaman çelişkili sonuçlara ulaştı. Bunun nedeni muhtemelen birleşen galaksileri tanımlamadaki zorluklar, birleşmelerin tanımındaki farklılıklar, galaksilerin analiz edilme şeklindeki farklılıklar vb.’dir. GALAXY CRUISE’in soruna yaklaşımı klasik görsel sınıflandırmadır.
“Birleşmeleri tespit etmek zaman alıcı ama güçlü bir yöntem. Yüksek kaliteli HSC görüntüleri ile birleştiğinde, öncekinden daha iyi bir birleşme örneği oluşturabildik ve bu, birleşmelerin galaksilerin iç faaliyetlerini güçlendirdiğini açık bir şekilde doğrulamamızı sağladı. Bu son derece heyecan verici bir sonuç ve bu kadar çok yurttaş gökbilimcinin katılımı olmasaydı bu mümkün olamazdı.”
GALAXY CRUISE’in sınıflandırma kataloğu makalenin yayınlanmasıyla birlikte kamuoyuna açıklandı. Yüksek kaliteli sınıflandırmalardan dünyanın her yerindeki profesyonel gökbilimciler tarafından daha fazla yararlanılacaktır. Kataloğun onları yeni keşiflere yönlendireceğini umuyoruz.
“İnsanlar bilimsel çalışmanın yalnızca profesyonel araştırmacılara yönelik olduğunu düşünebilir. Durum mutlaka böyle değildir. GALAXY CRUISE’in gösterdiği gibi kamu vatandaşları da kesinlikle katkıda bulunabilir. GALAXY CRUISE yolculuğuna halen devam etmektedir. Neden bize katılmıyorsunuz? Sizi gemide ağırlamayı ve galaksilerin gizemlerini birlikte çözmeyi sabırsızlıkla bekliyorum,” diye bitiriyor Kaptan Tanaka.
Bu çalışma internette yayınlanmıştır. Japonya Astronomi Derneği (PASJ) Yayınları 26 Eylül 2023’te Tanaka ve diğerleri olarak. “GALAXY CRUISE: Yerel Evrende Etkileşen Galaksilere Dair Derin Bilgiler.”
Notlar
- Bir galakside devasa bir gaz rezervuarı bulunur. Gaz, yerçekimi kuvvetlerinin etkisiyle zamanla soğur ve yoğunlaşır. Gaz nükleer reaksiyonu başlatacak kadar yoğunlaştığında bir yıldız oluşur. Başka bir deyişle galaksi, yıldızların üretim fabrikasıdır. Galaksinin yeni yıldızlar oluşturma aktivitesine yıldız oluşum aktivitesi denir.
- Devasa bir galaksinin merkezinde muhtemelen süper kütleli bir kara delik bulunuyor. Kara delik güçlü bir yerçekimine sahiptir ve çevresinden maddeyi çeker. Madde bir kara deliğin üzerine düştüğünde, madde parlak bir disk oluşturur ve bu disk kara deliğin bir etkinliği olarak gözlemlenir. Daha yüksek kara delik aktivitesi, kara deliğe daha fazla malzemenin akması anlamına gelir.
Referans: Masayuki Tanaka, Michitaro Koike, Sei’ichiro Naito, Junko Shibata, Kumiko Usuda-Sato, Hitoshi Yamaoka, Makoto Ando, Kei Ito, Umi Kobayashi, Yutaro Kofuji tarafından yazılan “Galaksi Gezisi: Yerel Evrende Etkileşen Galaksilere ilişkin Derin Bilgiler” , Atsuki Kuwata, Suzuka Nakano, Rhythm Shimakawa, Ken-ichi Tadaki, Suguru Takebayashi, Chie Tsuchiya, Tomofumi Umemoto ve Connor Bottrell, 26 Eylül 2023, Japonya Astronomi Derneği Yayınları.
DOI: 10.1093/pasj/psad055