Samanyolu’nun Devasa, Gizemli “Radcliffe Dalgası” Uzay-Zamanda Salınım Yapıyor

Gökbilimciler dev gaz komşumuzun salınımını bildiriyor.

Birkaç yıl önce gökbilimciler bunlardan birini ortaya çıkardılar. Samanyolu‘nin en büyük sırları: Güneşimizin arka bahçesinde bulunan ve evimiz dediğimiz galaksinin sarmal kolu boyunca yıldız kümelerini doğuran devasa, dalga şeklindeki gaz bulutları zinciri.

Ekip artık bu şaşırtıcı yeni yapıya, dalgalanmanın ilk kez keşfedildiği Harvard Radcliffe Enstitüsü’nün onuruna Radcliffe Dalgası adını verdiğini dergide bildirdi. Doğa Radcliffe Dalgası sadece bir dalga gibi görünmekle kalmıyor, aynı zamanda bir dalga gibi de hareket ediyor; tıpkı taraftarlarla dolu bir stadyumda hareket eden “dalga” gibi uzay-zamanda salınıyor.

Dalganın Arkasındaki Araştırma

Ralf Konietzka, makalenin baş yazarı ve Ph.D. Harvard Kenneth C. Griffin Sanat ve Bilim Enstitüsü öğrencisi şöyle açıklıyor: “Radcliffe Dalgası boyunca gaz bulutlarında doğan bebek yıldızların hareketini kullanarak, onların doğum gazlarının hareketini izleyerek Radcliffe Dalgasının aslında el sallıyorum.”

Radcliffe Dalgası güneşimizin arka bahçesinde nasıl hareket ediyor (sarı nokta). Mavi noktalar bebek yıldız kümeleridir. Beyaz çizgi, Ralf Konietzka ve işbirlikçileri tarafından dalganın mevcut şeklini ve hareketini açıklayan teorik bir modeldir. Arka plan Samanyolu’nun bir karikatür modelidir. Katkıda bulunanlar: Ralf Konietzka, Alyssa Goodman ve WorldWide Telescope

2018 yılında, Viyana Üniversitesi profesörü João Alves, Harvard Radcliffe Enstitüsü’nde öğretim üyesi iken, Astrofizik Merkezi araştırmacısı Catherine Zucker ile birlikte çalıştı; o zamanlar doktora derecesine sahipti. Harvard öğrencisi – ve Robert Wheeler Willson Uygulamalı Astronomi Profesörü Alyssa Goodman, güneşin galaktik mahallesindeki yıldız doğumevlerinin 3 boyutlu konumlarını haritalandırmak için. Yepyeni verileri birleştirerek Avrupa Uzay AjansıHarvard profesörü Doug Finkbeiner ve ekibinin öncülük ettiği veri yoğun “3D Toz Haritalama” tekniğiyle Gaia misyonunda, 2020’de Radcliffe Dalgasının keşfine yol açan bir modelin ortaya çıktığını fark ettiler.

İlgili bir Sky and Telescope makalesinde işbirliğinin çalışmalarını anlatan Zucker, “Bu, bildiğimiz en büyük tutarlı yapı ve gerçekten çok yakınımızda” dedi. “Bunca zamandır oradaydı. Bunu bilmiyorduk çünkü güneşin yakınındaki gaz bulutlarının dağılımına ilişkin bu yüksek çözünürlüklü modelleri 3 boyutlu olarak oluşturamadık.”

Güneşimizin yanındaki Radcliffe Dalgası (sarı nokta), Samanyolu’nun karikatür modelinin içinde. Mavi noktalar bebek yıldız kümeleridir. Beyaz çizgi, Ralf Konietzka ve işbirlikçileri tarafından dalganın mevcut şeklini ve hareketini açıklayan teorik bir modeldir. Macenta ve yeşil çizgiler dalganın gelecekte nasıl hareket edeceğini gösteriyor. Katkıda bulunanlar: Ralf Konietzka, Alyssa Goodman ve WorldWide Telescope

Radcliffe Dalgasının Hareketini Anlamak

2020 3D toz haritası, Radcliffe Dalgasının var olduğunu açıkça gösterdi, ancak o zamanlar mevcut hiçbir ölçüm, dalganın hareket edip etmediğini görecek kadar iyi değildi. Ancak 2022’de Alves’in grubu, Gaia verilerinin daha yeni bir sürümünü kullanarak Radcliffe Dalgasındaki genç yıldız kümelerine 3 boyutlu hareketler atadı. Kümelerin konumları ve hareketleri ellerindeyken Konietzka, Goodman, Zucker ve çalışma arkadaşları tüm Radcliffe Dalgasının gerçekten dalgalandığını, fizikçilerin “gezici dalga” dediği şekilde hareket ettiğini belirlemeyi başardılar.

Gezici dalga, bir spor stadyumunda insanların “dalgayı yapmak” için sırayla ayağa kalkıp oturduğunda gördüğümüz olayın aynısıdır. Benzer şekilde, Radcliffe Dalgası boyunca uzanan yıldız kümeleri de yukarı ve aşağı hareket ederek galaktik arka bahçemizde dolaşan bir desen oluşturur.

Konietzka şöyle devam etti: “Bir stadyumdaki taraftarların Dünya’nın yerçekimi nedeniyle koltuklarına çekilmesine benzer şekilde, Radcliffe Dalgası da Samanyolu’nun yerçekimi nedeniyle salınır.”

Galaktik arka bahçemizdeki, Güneş’e en yakın noktada sadece 500 ışık yılı uzaklıktaki bu 9.000 ışık yılı uzunluğundaki devasa yapının davranışını anlamak, araştırmacıların artık dikkatlerini daha da zorlayıcı sorulara yöneltmelerine olanak tanıyor. Radcliffe Dalgasına neyin sebep olduğunu veya neden bu şekilde hareket ettiğini henüz kimse bilmiyor.

Zucker, “Artık dalganın neden oluştuğuna dair tüm bu farklı teorileri test edebiliriz” dedi.

Konietzka, “Bu teoriler, süpernova adı verilen devasa yıldızların patlamasından, Samanyolu’muzla çarpışan cüce uydu galaksi gibi galaksi dışı rahatsızlıklara kadar uzanıyor” diye ekledi.

Çıkarımlar ve Gelecek Araştırmalar

Doğa Makale ayrıca dalganın hareketinden sorumlu olan yerçekimine ne kadar karanlık maddenin katkıda bulunabileceğine dair bir hesaplama da içeriyor.

Konietzka, “Gözlemlediğimiz hareketi açıklamak için önemli bir karanlık maddeye ihtiyaç olmadığı ortaya çıktı” dedi. “Sıradan maddenin yerçekimi tek başına dalganın dalgalanmasını yönlendirmek için yeterlidir.”

Ayrıca salınımın keşfi, bu dalgaların hem Samanyolu hem de diğer galaksilerdeki üstünlüğü hakkında yeni soruları gündeme getiriyor. Radcliffe Dalgası, Samanyolu’ndaki en yakın sarmal kolun omurgasını oluşturuyor gibi göründüğünden, dalganın dalgalanması, gökadaların sarmal kollarının genel olarak salındığını ve galaksileri daha önce düşünülenden daha dinamik hale getirdiğini ima edebilir.

“Soru şu; gördüğümüz dalgalanmaya neden olan yer değiştirmeye ne sebep oldu?” Goodman dedi. “Peki bu galaksinin her yerinde oluyor mu? Tüm galaksilerde mi? Bazen oluyor mu? Bu her zaman mı oluyor?”

Referans: Ralf Konietzka, Alyssa A. Goodman, Catherine Zucker, Andreas Burkert, João Alves, Michael Foley, Cameren Swiggum, Maria Koller ve Núria Miret-Roig tarafından yazılan “Radcliffe Dalgası Salınım Yapıyor”, 20 Şubat 2024, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07127-3

Ulusal Bilim Vakfı, NASAESA ve Avrupa Araştırma Konseyi (ERC) Gelişmiş Hibe ISM-FLOW bu çalışmayı destekledi.