Güneşimiz Samanyolu galaksisinin merkezinin etrafında dönen milyarlarca yıldızdan biridir. Her 225 milyon yılda bir galaktik merkezin etrafında döner ve yaklaşık 828.000 km/saat hızla hareket eder; buna gökbilimciler “galaktik yıl” adını verir. Bu yörünge, neredeyse dairesel olmasına rağmen, galaksinin düzlemine göre yükselip alçalarak hafifçe bükülüyor.
Ancak diğer galaksilerde yıldızların yörüngeleri, galaktik düzleme göre hız ve açı çeşitliliğiyle çok daha büyük bir rastgelelik sergiliyor. Eliptik galaksilerde bu davranış, galaksilerin birleşmesi sonucunda eliptik galaksinin oluşması ve yıldızların yörüngelerinin değişmesiyle açıklanmaktadır. Ancak bu, disk galaksilerinde bile gözlenir. Bu durum gökbilimcileri şaşırtıyor çünkü disk gökadasındaki yıldızlar “ince disk” olarak adlandırılan dar, gaz açısından zengin bir düzlemde oluşuyor. Samanyolu, Güneşimizi ve gece gökyüzünde çıplak gözle görülebilen yıldızların çoğunu içeren ince bir diske sahiptir.
İnce bir diskteki yıldızların hareketi, oluştukları gaz bulutları arasındaki çarpışmalar nedeniyle genellikle az çok dairesel bir yol izler. Bu, galakside belirgin bir dönüş yaratır ve aşırı hareketlerin yumuşaması, en hızlı ve en yavaş yıldızlar arasındaki yörünge hızlarının yayılmasında bir azalmaya neden olur – “hız dağılımı”. Düşük hızlı dağılım, dairesel yörüngelerdeki çoğu yıldız için ortaktır; yüksek hızlı dağılım ise daha rastgele yörüngelere neden olur.
Önceki çalışmalar, bir galaksinin kütlesinin ve çevresinin yıldızların hareketini etkileyebileceğini göstermiştir. Ancak Avustralyalı gökbilimciler tarafından yürütülen yeni bir çalışma yeni bir bakış açısı sunuyor: Yıldızların hareketinin doğasında belirleyici rolün kütle ve çevre değil, yaş olduğu ortaya çıktı.
Bir galaksinin “yaşı” onun ne kadar süredir var olduğunu açıklamaz. Tüm galaksilerin yaklaşık 13 milyar yıl önce aynı dönemde oluştuğuna inanılıyor. Bu durumda bu, galaksinin yıldız oluşturma faaliyetinin bir koşuludur. Halen yeni yıldızların doğmakta olduğu bir galaksi “daha genç”, yıldız oluşumunun durduğu bir galaksi ise “yaşlı” olarak kabul edilir.
“Yaşın en önemli parametre olduğunu gördük. Yaş dikkate alındığında galaksinin çevresi ve kütlesi daha az önem kazanıyor. Üniversiteden Scott Croom, “‘Genç’ bir galaksideki yıldızlar, çevrelerine bakılmaksızın düzenli bir harekete sahip olacak, ‘eski’ bir galaksi ise ister yoğun bir kümede ister boş uzayda olsun, daha rastgele yörüngelere sahip olacak” dedi. Araştırmayı yürüten Sydney.
Ancak bu “yaş” ve çevre ile galaksinin kütlesi birbiriyle ilişkilidir. Örneğin, daha yoğun ortamlardaki galaksilerin diğer galaksilerle çarpışma ve birleşme olasılıkları daha yüksektir, bu da onların hızla kütle kazanmalarına yardımcı olur.
“Ayrıca çevrenin bir galaksinin yıldız oluşum aktivitesini etkilediğini de biliyoruz. Bir galaksi, yoğun bir ortama girdiğinde yıldız oluşumunu durdurma eğilimindedir” diye ekliyor yine Sidney Üniversitesi’nden ekip üyesi Jesse van de Sande.
Galaksilerde yıldız oluşum sürecini durdurabilecek iki temel mekanizma vardır. Birincisi, galaksi kümelerine dalan sıcak gaz akışları, galaksinin içindeki gazı sıkıştırarak galaksiyi yeni yıldızlar oluşturacak materyalden mahrum bırakabiliyor. İkinci mekanizma ise komşu galaksiler arasındaki yerçekimsel etkileşimlerle ilişkilidir; bu etkileşim galaksinin içindeki gazı karıştırıp hızlı yıldız oluşumuna neden olabilir. Bununla birlikte, sıcak genç yıldızlardan veya kendisine yönlendirilen büyük miktarda madde nedeniyle aktif olan süper kütleli bir kara deliğin jetlerinden gelen radyasyon, galaksideki gazı ısıtabilir ve yıldız oluşumunu engelleyebilir.
Krum ve van de Sande liderliğindeki ekip, “eski” galaksilerdeki yıldızların kaotik hareketlerinin yaşa bağlı etkilerin birleşiminden kaynaklanabileceği sonucuna vardı. Bu etkilerden biri, galaksinin yaşamının ilk aşamalarında dairesel yörüngelerde hareket edemeyecek kadar enerjik olan sıcak yıldızların doğuşudur. Bu süreç daha fazla yıldız oluşumunu baskılayarak galaksinin daha düzenli yörüngelere sahip ince bir disk oluşturmasını engeller.
Bu süreçten başarıyla çıkan galaksiler arasında Samanyolu’nun da yer alması dikkat çekicidir. Galaksimizin ince diskinin yaşının yaklaşık 8,8 milyar yıl olduğu tahmin edilmektedir. Yaklaşık 350 ışıkyılı derinliğe ulaşan ince disk, daha yaşlı yıldızlardan oluşan bir “kalın disk” içine gömülüdür. Daha düzensiz hareketlere sahip olan bu yaşlı yıldızlar, 1000 ışıkyılı derinliğinde kalın bir disk oluşturdular ve yörüngeleri galaktik düzleme göre daha dik açılara sahip.
Bu bulgular, Krum ve van de Sande ekibinin Avustralya’daki Siding Spring Gözlemevi’ndeki SAMI galaksi spektrografını kullanarak 3.000 galaksiyi kapsayan bir araştırmasında yaptığı gözlemlere dayanıyor.
