Chandra X-Ray Gözlemevi’nin Yıldız Vahiyi

kullanan araştırmacılar[{” attribute=””>NASA’s Chandra X-ray Observatory have studied the powerful winds in the center of the spiral galaxy NGC 253, which play a crucial role in the life cycle of stars and galaxies. The study challenges earlier models by showing that these winds are not spherical but more focused, and decrease in density and temperature with distance from the galaxy’s center.

• NGC 253 shows the effect of powerful winds being launched in opposite directions from the center of the galaxy.
• Although it is a spiral like our Milky Way galaxy, NGC 253 is forming stars at a higher rate.
• These young massive stars and their supernova explosions propel the winds that play an important role in the lifecycle of stars and the galaxy.
• Researchers used NASA’s Chandra X-ray Observatory (inset) and other telescopes to study NGC 253.

Dünya’da rüzgar, Sahra’dan gelen kumun Karayipler’de son bulmasıyla veya İzlanda’dan gelen volkanik külün Grönland’da birikmesiyle toz ve moloz parçacıklarını gezegen boyunca taşıyabilir. Rüzgar, aynı Dünya’da olduğu gibi, bir galaksinin ekolojisi ve çevresi üzerinde de büyük bir etkiye sahip olabilir, ancak çok daha büyük ve daha dramatik ölçeklerde.

NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi’ni kullanan yeni bir çalışma, Dünya’dan 11,4 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan yakındaki bir galaksinin, NGC 253’ün merkezinden fırlatılan güçlü rüzgarların etkilerini gösteriyor. Bu galaktik rüzgar, X-ışınlarında parlayan milyonlarca derece sıcaklığa sahip gazdan oluşur. Her yıl yaklaşık iki milyon Dünya kütlesine eşdeğer miktarda sıcak gaz galaksinin merkezinden uzaklaşıyor.

NGC 253 sarmal bir gökadadır ve Samanyolu’muza benzer. Bununla birlikte, NGC 253’te yıldızlar bizim gökadamızdan yaklaşık iki ila üç kat daha hızlı oluşuyor. Bu genç yıldızlardan bazıları kütlelidir ve yüzeylerinden vahşice gaz üfleyerek bir rüzgar oluşturur. Daha da güçlü rüzgarlar, daha sonra nispeten kısa ömürlerinde, bu yıldızlar süpernova olarak patladığında ve madde dalgalarını uzaya fırlattığında serbest kalır.

NGC 253, gökbilimcilere yıldız yaşam döngüsündeki bu önemli aşamayı incelemek için bir anahtar deliği sağlar. Genç yıldızların yüzlerce ışıkyılı boyunca galaksiler arası uzaya gönderdikleri malzeme, içlerinde dövülmüş elementlerle zenginleştirilmiştir. Dünya üzerindeki yaşamdan pek çok sorumluyu içeren bu elementler, gelecek nesil yıldızlar ve gezegenlere katlanır.

NGC 253’ün Yakından Görünümü. Katkı: X-ray: NASA/CXC/The Ohio State Univ/S. Lopez ve diğerleri; Optik: ESO/La Silla Gözlemevi

Ekteki NGC 253’ün yeni bir bileşik görüntüsü, bu rüzgarların galaksinin merkezinden sağ üste ve sol alta doğru iki zıt yönde estiğini gösteren Chandra verilerini (pembe ve beyaz) içerir. Bu görüntüde ayrıca Kitt Peak Gözlemevi’ndeki 0,9 metrelik bir teleskoptan gelen görünür ışık verileri (cam göbeği) ve hidrojen emisyonu (turuncu) ve NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu’ndan (kırmızı) kızılötesi veriler de gösteriliyor. Avrupa Güney Gözlemevi’nin Şili’deki La Silla Gözlemevi’nden bir optik görüntüyü gösteren grafikteki daha geniş görüntüde görüldüğü gibi, Dünya’nın bakış açısından NGC 253 neredeyse yandan görünüyor.

Columbus, Ohio’daki Ohio Eyalet Üniversitesi’nden Sebastian Lopez liderliğindeki bir ekip, rüzgarın özelliklerini incelemek için dört gün boyunca alınan derin Chandra gözlemlerini kullandı. Rüzgardaki gazın yoğunluklarının ve sıcaklıklarının galaksinin merkezinden yaklaşık 800 ışıkyılı daha kısa bölgelerde en yüksek olduğunu ve daha sonra uzaklaştıkça azaldığını buldular.

Bu sonuçlar, NGC 253 gibi sözde yıldız patlaması galaksilerinden gelen rüzgarların küresel olduğu eski bir modelle uyuşmuyor. Bunun yerine, yakın tarihli teorik çalışmalar, NGC 253’ün merkezine yakın bir yerde bulunan bir “süper yıldız kümeleri” halkası tarafından daha odaklanmış bir rüzgarın oluşturulması gerektiğini öngörüyor. Süper yıldız kümeleri çok sayıda genç, büyük kütleli yıldız içerir.

Bu nedenle, Lopez ve ekibi tarafından gözlemlenen rüzgarın odaklanmış doğası, süper yıldız kümelerinin rüzgarın ana kaynağı olduğu fikrini desteklemektedir. Bununla birlikte, teori ve gözlemler arasında tam bir anlaşma yoktur, bu da teoride eksik fizik olduğunu düşündürür.

Neyin eksik olduğuna dair bir ipucu, ekibin rüzgarın galaksinin merkezinden uzaklaştıkça hızla soğuduğu gözleminden geliyor. Bu, rüzgarın daha soğuk gazları yukarı doğru çektiğini ve rüzgarın soğumasına ve yavaşlamasına neden olduğunu gösteriyor. Böyle bir “rüzgar küreme” etkisi, teori ve gözlemler arasında daha iyi bir uyum sağlamak için gereken ekstra fizik olabilir.

Lopez ve meslektaşları ayrıca oksijen, neon, magnezyum, silikon, kükürt ve demir gibi elementlerin yapıya nasıl dağıldığı da dahil olmak üzere rüzgarın bileşimini incelediler. Bu elementlerin galaksinin merkezinden uzaklaştıkça çok daha fazla seyreldiğini keşfettiler. Gökbilimciler, yıldız oluşum patlaması yaşayan başka bir iyi çalışılmış gökada olan M82’den gelen rüzgardaki bu elementlerin miktarlarında bu kadar hızlı bir düşüş görmediler.

Gökbilimciler, bu farkın içerdikleri yıldızların toplam kütlesi gibi galaksilerin genel özellikleriyle ilgili olup olmadığını anlamak için rüzgarlı diğer galaksilerin gelecekteki gözlemlerine ihtiyaç duyacaklar.

Referans: Sebastian Lopez, Laura A. Lopez, Dustin D. Nguyen, Todd A. Thompson, Smita Mathur, Alberto D. Bolatto, Neven Vulic ve Amy Sardone tarafından yazılan “NGC 253’s Starburst-driven Outflow’un X-Ray Özellikleri”, bu Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/aca65e

Bu sonuçları açıklayan bir makale yayınlandı. Astrofizik Dergisi. Yazarlar Sebastian Lopez, Laura Lopez, Dustin Nguyen, Todd Thompson ve Smita Mathur’dur (Ohio Eyalet Üniversitesi); Alberto Bolatto (Maryland Üniversitesi, College Park); Neven Vulic (Eureka Scientific); ve Amy Sardone (Ohio Eyaleti).

NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi’nin Chandra X-ray Merkezi, Cambridge, Massachusetts’teki bilim operasyonlarını ve Burlington, Massachusetts’teki uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.