Yeni ölçümler, evrendeki tüm galaksileri saran muazzam haleyi ortaya koyuyor

Hiç 150.000 dolarlık bir kumar oynamak istediniz mi? Eğer haklıysanız, evrene yeni bir pencere açarsınız. Ama eğer yanılıyorsanız, çok fazla para ve zaman harcamış olursunuz.

Ekibim, Hawaii’deki Mauna Kea Gözlemevi’ndeki Keck teleskopunu boş uzaya benzeyen bir yere doğrulttuğunda tam olarak bunu yaptı ve evrendeki tüm galaksileri örten gizli gazı ortaya çıkarmayı umdu. Kumarımızın işe yaradığını anladığımızda kontrol odasında sevinç çığlıkları duyuldu.

İçinde bugün yayınlanan bir çalışma içinde Doğa Astronomibir galaksinin etrafındaki gaz örtüsünün, “boş” uzaya doğru 100.000 ışık yılı uzanan ilk ayrıntılı resmini ortaya koyuyoruz. Eğer bizim Samanyolu’muzun da benzer bir halesi varsa, muhtemelen en yakın galaktik komşumuz Andromeda’nın halesiyle etkileşime girmiştir.

Evrenin çoğu parlak yıldızlardan oluşmuyor

Evrendeki maddenin çoğu, gördüğümüz galaksilerin muhteşem görüntülerini oluşturan parlak yıldızlarda değildir. Öncelikle, galaksiler karanlık maddeyle çevrilidir; gökbilimciler bunun bir tür egzotik görünmez parçacık olduğuna inanırlar.

Ama normal maddenin çoğu bile yıldızlarda değildir. Bunun yerine, galaksileri çevreleyen devasa gaz bulutlarındadır.

Galaksilerin etrafındaki bu halelerin evrenin normal maddesinin %70-90’ını (çoğunlukla hidrojen, helyum, karbon, azot ve oksijen gazlarından oluşur) içerdiğine inanıyoruz.

Tüm gördüğümüz yıldızların ve gezegenlerin başlangıç ​​noktası olan bu dağınık gazı anlamak, kendi hikayemiz hakkında daha fazla şey anlamamıza yardımcı olur.

Ancak bu gaz halesi uzayın geniş alanlarına yayılmıştır ve bu da onu aşırı derecede sönük hale getirir. Aslında, galaksilerin parlak kısımlarından 10.000 ila 100.000 kat daha sönüktür.

Bu gaz halelerini, gökbilimcilerin bunların içlerinden geçen ışığın belirli frekanslarını emdiğini keşfettikleri 1950’lerden beri biliyoruz.

Ancak bu ölçümler, yüz binlerce ışık yılı uzunluğundaki devasa uzay bölgelerini tek bir noktaya indirgiyor; bu yüzden halelerin tam boyutu veya şekli ya da gazın bunlar ile ev sahibi galaksiler arasında nasıl aktığı hakkında çok az şey biliyorduk.

Galaktik hale nasıl görülür

Uzun bir süre, halelerin bir görüntüsünü yakalamanın imkansız olduğuna inanılıyordu. Ancak, yeni bir tür spektrografın geliştirilmesiyle bu durum değişti – bir görüntüdeki farklı ışık dalga boylarının spektrumunu görüntülemeye yarayan bir cihaz – “görüntü dilimleyici.”

Görüntü dilimleyici, önceki nesil araçlara göre çok daha sönük seviyelerdeki gece gökyüzü bölgelerinin spektroskopik görüntülerini almamızı sağlıyor.

Caltech’te Chris Martin liderliğindeki bir ekip (bu projedeki işbirlikçilerimizden biri) Keck Kozmik Ağ Görüntüleyicisi adlı ultra sönük bir spektrograf inşa etti ve bunu Keck teleskopuna yerleştirdi. Keck, dünyanın en büyük optik teleskoplarından biridir ve Hawai’deki Mauna Kea yanardağının tepesindeki konumu, dünyanın en iyi astronomik alanlarından biridir.

Yeni cihaz sayesinde gökyüzündeki son derece soluk cisimleri bile görebiliyoruz.

Bu aleti, bir galaksinin etrafındaki görünüşte boş uzaya bütün bir gece boyunca bakmak için kullandık. Bunu, teleskobun yapabileceklerinin sınırlarında çalıştığımız için verileri analiz ederek yoğun bir çalışma izledi.

Burada kredi, Swinburne Üniversitesi’ndeki ekibimizde çalışırken veri analizine ve makalenin yazımına öncülük eden ve şu anda Oklahoma Üniversitesi’nde profesör olan Nikki Nielsen’a gidiyor. Heyecanımıza göre kumar işe yaradı ve bir galaksinin etrafındaki gaz halesinin görüntüsünü oluşturmamızı sağlayan verileri geri döndürdü.

Galaksileri çevreleyen gaz örtüsü nasıl görünüyor?

Ekibimiz, normalde bir “galaksi” olarak adlandırılabilecek bir alandan on kat daha büyük bir bölge üzerinde hidrojen ve oksijen gazının parıltısının görüntülerini aldı.

Heyecan vericiydi! Birincisi, evrenin sıradan maddesinin çoğunun bu dağınık gaz halelerinde olduğu fikrini doğrulamasıydı.

Ayrıca galaksinin çevredeki haleye düzgün bir şekilde “kaybolmadığını” da bulduk. Birinden diğerine ani bir kopuş var.

Geçmişte, bu geçişin doğası etrafında çok fazla tartışma vardı. Verilerimizde, yıldızların büyük çoğunluğunun bulunduğu yerin kenarına yakın bir yerde ani bir değişim görmek kolaydır.

Peki haleyi neden görebiliyoruz?

Gazı neden görebildiğimiz hala bir gizem. Parlıyor, ama nedenini bilmiyoruz.

Bir galaksinin içinde hidrojen gazının parıltısını sıklıkla görürüz, ancak orada parladığını, yakındaki yıldızlardan gelen güçlü radyasyon tarafından ısıtıldığı için biliriz. Ancak bir galaksinin dışında, gördüğümüz parıltıyı açıklayacak kadar gazı ısıtacak kadar yakın yıldız yoktur.

Bir olasılık, halenin farklı yönlerde hareket eden gaz akımlarından oluşmasıdır. Akımlar yüksek hızda çarpıştığında, şok onları parlatır.

Başka bir olasılık da bazı çok ağır yıldızların ve belirli kara deliklerin (ikisi de galaksilerin içinde) çok büyük miktarda morötesi ışık üretmesidir. Bu ışığın bir kısmı galaksiden kaçabilir ve evren için bir tür ortam arka plan UV ışığı sağlayabilir.

Hızla hareket eden gaz akımlarıyla birleşen ultraviyole arka plan, gördüğümüz parıltıyı üretmeye yetebilir; ancak bunu kesin olarak bilmek için daha fazla gözlem yapılması gerekecek.

Bu makale şu kaynaktan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Oku orijinal makale.