Messier 94’ün sessiz hayatı

Tıpkı bir karga cinayeti, maymunların kurnazlığı ve sığırcıkların mırıltısı gibi, bir galaksinin merkezindeki benzer yaştaki sıkıca paketlenmiş yıldızların ortak bir adı vardır: bir çıkıntı.

Çoğu galaksinin merkezlerinde çıkıntılar vardır. Özelliklerine, özellikle de yıldızlarının kinematiğine bağlı olarak, çıkıntıların farklı adları vardır. Klasik çıkıntıların içindeki yıldızlar biraz rastgele hareket eder, eliptik gökadaları andırır ve kendi gökadalarından daha yaşlı görünürler, yalancı çıkıntıların içindeki yıldızlar ise sarmal gökadalar gibi dönme yoluyla hareket eder ve yaşları gökadalarından farklı değildir.

Gökbilimciler, bu çıkıntıları incelemek için bir galaksinin yıldız halesini “fosil kaydı” olarak kullanırlar. Örneğin yıldız haleleri, gökbilimcilere bir galaksinin geçmişte başka bir galaksiyle birleşip birleşmediğini söyleyebilir.

Michigan Üniversitesi’nden bir doktora öğrencisi, yakındaki disk gökada Messier 94’ün sahte şişkinliğini inceledi ve galaksinin yerel evrendeki en büyük sahte şişkinliğe sahip olmasına rağmen, geçmişte M94’e büyük olasılıkla hiçbir büyük gökada çarpmadığını buldu.

Baş yazar Katya Gozman, “Gökbilimciler, bir gökada başka bir gökada ile birleştiğinde, birleşmenin birleştiği gökadanın yıldız halesine malzeme bırakacağına inanıyor” dedi. “Yıldız halesindeki yıldızları ve yıldız popülasyonlarını araştırıp öğrenerek, bir galaksinin sahip olduğu geçmiş birleşmeler hakkında bilgi edinebilir ve inceleyebiliriz. M94 civarındaki yıldız halesinde ekstragalaktik arkeoloji yaptığımızı söyleyebilirsiniz.”

Ancak Gozman ve ortak yazarları, galaksinin tarihinde büyük bir birleşme olduğuna dair hiçbir kanıt bulamadılar. Bunun yerine, Samanyolu’ndan yaklaşık üç kat daha küçük bir cüce gökada olan Küçük Macellan Bulutu büyüklüğünde bir gökadanın M94’e çarptığı daha küçük bir birleşme muhtemelen gerçekleşti.

Gozman, M94’ün bir galaksiyi çevreleyen dağınık yıldız halesine bakmak için Hawaii’de bulunan Subaru Hyper Suprime-Cam tarafından oluşturulan gözlemsel verileri kullandı. Yıldız halesi, bir galaksinin ilk bakışta göründüğünün çok ötesine uzanır ve gökbilimciler, geçmiş birleşmelerin kalıntılarını aramak için bu haleyi inceleyebilirler. Bu kalıntıları öğrenmenin bir yolu, bir galaksinin halesinin kütlesini hesaplamaktır.

Bu çalışma için Gozman, M94’ün yıldız halesindeki yıldızları parlaklıklarına göre kataloglamak için Subaru verilerini kullandı. Yıldızları, bir yıldızın ne kadar ışık yaydığını belirlemek için astronomide kullanılan belirli filtreler aracılığıyla görüldüğü gibi parlaklıklarına göre düzenleyen, renk kadir diyagramı adı verilen bir şemada çizdi.

Spesifik olarak, kırmızı dev dal yıldızı veya RGB yıldızı adı verilen bir yıldız türüne baktı. Gozman, bu yıldızların parlak olduğunu – onları görüntülemenin bir yararı olduğunu söylüyor – ve yıldızın ne kadar kırmızı veya mavi olduğu, ne tür daha ağır, metalik elementler içerdikleri ile güçlü bir şekilde ilişkilidir.

Gozman daha sonra galaksideki RGB’leri iki bölgeye ayırdı: ışığı daha mavi görünen RGB’ler ve ışığı daha kırmızı görünen RGB’ler. Mavi RGB’ler metal açısından fakirken, kırmızı RGB’ler daha fazla metal açısından zengindi. Ayrıca, kırmızı RGB’lerin galaksinin merkezi etrafındaki bir halkada yoğunlaştığını, mavi RGB’lerin ise halesinin dış kısımlarına dağıldığını belirleyerek, yıldızların galaksideki dağılımını çizdi.

Mavi RGB’lere odaklanan Gozman, galaksiyi dairesel halkalara veya diski bir boğa gözü gibi kaplayan eşmerkezli halkalara böldü. Her halkadaki yıldızların yüzey parlaklığını hesaplayarak, hiç de büyük olmayan yıldız halesinin kütlesini belirleyebildi. Halo’nun kütlesi, onunla birleşen galaksinin kütlesini çıkarmamızı sağlar.

Gozman, “İncelediğimiz galaksiye en son çarpan galaksinin kütlesini çıkarmak için halenin kütlesini kullanıyoruz.” Dedi. “Uzun zaman önce gerçekten büyük bir gökada M94’e çarptıysa, bunun gökadanın morfolojisini, bileşenlerini önemli ölçüde değiştirmiş olabileceği ve belki de merkezdeki bu gerçekten büyük sahte şişkinliğe yol açmış olabileceği düşünülebilir.”

Ancak Gozman, büyük bir birleşme olmadığını tespit etti. Geçmişte M94’e çarpan en büyük galaksi hiç de büyük değildi. Bunun yerine, sözde şişkinliğin muhtemelen galaksinin tipik evrimi yoluyla oluştuğunu söylüyor.

Bununla birlikte, çok az çalışma gökada halelerinin boyutunu bu şekilde haritalamıştır. Gozman’ın M94’ün yıldız halesindeki yıldızları çözme çalışması, galaksi birleşmeleri ve evrimi üzerine çalışan gökbilimciler için daha fazla bilgi sağlıyor.

“Bu veri, bu galaksinin çözülmüş yıldız popülasyonu hakkında şimdiye kadar sahip olduğumuz ilk veri. Yıldızları çözmek oldukça zor bir iştir, ancak halelere gerçekten bakmanın ve onun hakkında bilgi edinmenin en iyi yollarından biridir. galaksinin birleşme tarihi” dedi. “Yani bu, çok az veri noktasından oluşan bir alandaki başka bir veri noktası.”