Simülasyon, yerçekimi etkileşimlerinin Samanyolu’nun galaktik çubuk çıkıntılarını yönlendirdiğini öne sürüyor

Dünyanın astronomiye adanmış en güçlü süper bilgisayarında yürütülen yeni bir simülasyon, Samanyolu çubuğunun görünümünü açıklamak için test edilebilir bir senaryo üretti. Bu senaryoyu mevcut ve gelecekteki uzay teleskoplarından elde edilen verilerle karşılaştırmak, ev galaksimizin evrimini netleştirmeye yardımcı olacaktır.

Astronomi, Samanyolu galaksisinin yapısını giderek artan bir şekilde ortaya koyuyor. Gökbilimciler bunun iki veya dört kollu sarmallara sahip, ortasında sarmalları birbirine bağlayan düz bir çubuk bulunan bir disk gökada olduğunu biliyorlar. Artık, çubuğun iç kısmının yer fıstığı şeklinde bir çıkıntıya sahip olduğunu, çubuğun daha kalın olduğu yerlerde, Samanyolu galaksisinin orta düzleminin üstünde ve altında çıkıntı yaptığını ve disk benzeri ve nükleer bir çıkıntı olduğunu biliyorlar. Samanyolu’nun orta kesiminde yer alır. Diğer bazı galaksiler, ancak hepsi değil, benzer iki tip şişkinlik sergiler.

Gökbilimciler, “İki tip şişkinlikler nasıl oluştu?” sorusunu sordular. Bu soruyu yanıtlamak için Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi’nde (NAOJ) Junichi Baba tarafından yönetilen bir ekip, dünyanın astronomiye adanmış en güçlü süper bilgisayarı olan NAOJ’deki ATERUI II’de Samanyolu benzeri bir gökada için olası bir senaryoyu simüle etti. Ekibin simülasyonu, yalnızca galaksideki yıldızları değil, aynı zamanda yıldızlararası gazı da içeren bugüne kadarki en eksiksiz ve doğru simülasyondur. Aynı zamanda gazdan yeni yıldızların doğuşunu ve yıldızların süpernova olarak ölümlerini de içerir.

Bir çubuğun oluşumu, gazın yeni yıldızların oluşumunu tetiklediği galaksinin orta kısmına kanalize etmeye yardımcı olur. Dolayısıyla galaksideki nükleer borunun orada doğan yeni yıldızlardan oluştuğunu varsaymak mantıklı olabilir. Ancak simülasyonlar, çubuk gazın merkeze doğru yönlendirilmesinde çok etkili olduğu için, çubukta nükleer şişkinliğin dışında neredeyse hiç yeni yıldız olmadığını gösteriyor. Bu, barda fıstık şeklinde bir şişkinliğin oluşmasının nedeninin gaza bağlı olmadığı anlamına gelir. Bunun yerine, ekip, yerçekimi etkileşimlerinin bazı yıldızları, onları orta düzlemin yukarısına ve aşağısına götüren yörüngelere sürükleyebileceğini keşfetti.

En heyecan verici kısım, simülasyonun test edilebilir bir senaryo sunmasıdır. Fıstık şeklindeki çıkıntı yeni yıldız almadığından, tüm yıldızları çubuğun oluşumundan önce gelmelidir. Aynı zamanda, çubuk gazı, birçok yeni yıldız oluşturduğu merkezi bölgeye yönlendirir. Yani nükleer çıkıntıdaki yıldızların neredeyse tamamı çubuk oluştuktan sonra doğmuş olacak. Bu, fıstık şeklindeki çıkıntıdaki yıldızların, yaşlar arasında net bir kırılma ile nükleer çıkıntıdaki yıldızlardan daha yaşlı olacağı anlamına gelir. Bu kırılma, çubuğun oluştuğu zamana karşılık gelir.

Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia sondasından ve Japonya’nın gelecekteki JASMINE uydusundan elde edilen veriler, yıldızların hareketlerini ve yaşlarını belirlememize ve bu senaryoyu test etmemize olanak sağlayacak. Gökbilimciler, fıstık şeklindeki ve nükleer çıkıntılardaki yıldızların yaşları arasındaki farkı tespit edebilirlerse, bu yalnızca fıstık şeklindeki çıkıntının aşırı yemenin suç olmadığını kanıtlamakla kalmayacak, bize Sütlü Yıldız’daki çubuğun yaşını da söyleyecektir. Yol galaksisi.

Bu sonuçlar Baba ve ark. “Çubuk burkulması olmadan oluşan kutu/fıstık/X-şekilli çıkıntılarda yıldızların yaş dağılımı” Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri 8 Mart 2022’de.