Gökbilimciler, yüksek hızlı bulutların Samanyolu’nun kütlesinin düşünüldüğünden daha azını oluşturduğunu buldu

Bazen astronomide basit bir sorunun zor bir cevabı olabilir. Böyle bir soru şudur: Galaksimizin kütlesi nedir?

Dünya’da bir nesnenin kütlesini genellikle onu bir terazi veya teraziye yerleştirerek belirleriz. Dünya’nın çekim alanındaki bir nesnenin ağırlığı, kütlesini belirlememizi sağlar. Ama Samanyolu’nu teraziye koyamayız. Galaksimizi kütlelendirmenin bir diğer zorluğu da iki tür kütlenin olmasıdır. Samanyolu’nun kütlesinin çoğunu oluşturan karanlık madde kütlesi vardır ve baryonik madde olarak bilinen yıldızlar, gezegenler ve biz gibi tüm düzenli maddeler vardır.

Toplam galaktik kütleyi belirlemek için genellikle yıldızların, küresel kümelerin veya yakındaki galaksilerin hızının ölçülmesini içeren çeşitli yaklaşımlarımız vardır. Bu yaklaşımların her birinin güçlü ve zayıf yönleri var, ancak hepsi toplam bir trilyon güneş kütlesi değeri veriyor, birkaç yüz milyar veriyor veya alıyor.

Ancak bu yöntemlerin tümü bize yalnızca toplam kütleyi söyler. Galaksinin ne kadarının baryonik kütle olduğuna dair hiçbir şey söylemiyorlar. Baryonik kütle toplamın yalnızca bir kısmı olsa da yıldız oluşumu, gezegen sistemleri ve dijital saatler gibi her türlü harika şeyi bize veren şey budur.

Galaksimizin baryonik kütlesini hesaplamak daha da zordur çünkü karanlık maddeyi saymadan normal maddelerin tüm kütlesini saymanız gerekir. Yıldızlar ve yoğun moleküler bulutlar gibi şeyler için bunu yapmak nispeten kolaydır, ancak dağınık yıldızlararası bulutlar gibi şeyler için çok daha zordur. Bu özellikle Samanyolu’nu çevreleyen yıldızların ve gazın halesi için geçerlidir. Galaksimizin kenarlarında ne kadar çok şey görürsek görelim, görmediğimiz çok daha fazlası gizleniyor olabilir. Bu nedenle yeni bir çalışma haledeki yüksek hızlı bulutları (HVC’ler) inceliyor.

Açıkladığımız baryonik maddenin çoğu galaksinin etrafında aynı hızla hareket ediyor. Nasıl hareket ettikleri hakkında bir fikriniz varsa, nesneleri takip etmek daha kolaydır. Ancak yüksek hızlı bulutlar farklıdır. Bunlar galaktik hale boyunca 500 km/s’ye kadar hız yapabilen yıldızlararası hidrojen bulutlarıdır ve genellikle galaktik düzlemden çok farklı yönlerde hareket ederler. Bazı gökbilimciler HVC’lerin haledeki baryonik maddenin büyük bir kısmını oluşturabileceğini öne sürüyorlar. Ekip bunun doğru olup olmadığını belirlemek için Galaktik Tüm Gökyüzü Araştırması’ndan (GASS) elde edilen verilere baktı.

GASS araştırması Avustralya’daki Parkes radyo teleskopu tarafından yapıldı ve Güney Yarımküre’de görülen nötr hidrojen gazından gelen radyo emisyonlarını yakaladı. HVC’ler çoğunlukla nötr hidrojenden oluştuğu için GASS verilerinde yer almaktadır. Ancak GASS bize bu bulutların yalnızca yönünü ve göreceli hareketini söylüyor, dolayısıyla ekibin mesafelerini tahmin etmesi gerekiyordu.

Bunu HVC’lerin hareketini Macellan bulutlarının hareketine göre karşılaştırarak yaptılar. Ayrıca, GASS yalnızca güney gökyüzünün bazı kısımlarını gözlemlediğinden, yazarlar HVC’lerin tüm galaksideki dağılımını hesaplamak için Bayesian istatistiklerini kullandılar. Onların çalışması yayınlandı dergide Yeni Astronomi.

Samanyolu’nun galaktik diski içindeki yüksek hızlı bulutlara ilişkin önceki gözlemler, HVC’lerin buradaki baryonik maddenin yüzde birinden küçük bir kısmını oluşturduğunu gösteriyor. Hale için basit bir tahmin, halo baryonik kütlesinin %10’a kadarının HVC’lerden kaynaklanabileceğini düşündürür.

Ancak bu yeni çalışma, gerçek değerin %0,1’e yakın olduğunu tahmin ediyor; bu da galaksimizin halesindeki baryonik kütlenin önemsiz bir kısmını oluşturdukları anlamına geliyor. Ancak yazarlar, hesaplamalarının bulut mesafelerine ilişkin varsayımlarına dayandığını ve bunun yanlış olabileceğini vurguluyor. Daha iyi bir değer elde etmek amacıyla HVC mesafelerini belirlemek için daha fazla radyo araştırmasına ihtiyaç duyulacaktır.