Chandra X-ışını Gözlemevi kullanılarak cüce galaksi çarpışmaları üzerine yapılan son çalışma neyi bulmayı amaçlıyordu?
Son çalışma, Evren’in erken dönemlerinde süper kütleli kara deliklerin oluşumuna yol açmış olabilecek cüce galaksilerdeki kara delik çarpışmalarının kanıtlarını bulmayı amaçlıyordu. Çalışma, eve yakın bölgelerdeki cüce galaksi çarpışmalarını gözlemledi ve verileri Evren’in erken dönemlerinde neler olduğuna dair tahminler yapmak için kullandı. Ekip, çarpışan cüce galaksilerde, birleşen galaksilerdeki kara deliklerin yerini ortaya çıkaracak parlak x-ışını kaynakları çiftleri aradı. Çalışmada, çarpışan cüce galaksilerde daha önceki olaylara ilişkin yararlı ipuçları sağlayan ilk iki farklı kara delik çifti bulundu. Ekip bu sistemleri, ilk galaksileri, kara deliklerini ve çarpışmaların neden olduğu yıldız oluşumunu incelemek için Evren’in erken dönemlerindeki sistemlerin analogları olarak kullandı. Çalışma aynı zamanda Samanyolu da dahil olmak üzere tüm galaksilerin zaman içinde nasıl büyüdüklerini ve değiştiklerini anlamaya yönelik çıkarımlara da sahip.
Kara Delikler ve Cüce Galaksiler
Evrenin her yerinde cüce galaksiler vardır. Sıklıkla birkaç milyar yıldız içerirler ve tipik olarak nispeten küçüktürler. Cüce galaksiler, ultra kompakt cüceler ve cüce sferoidaller de dahil olmak üzere çeşitli şekil ve boyutlarda olabilirler. Gökbilimciler yakın zamana kadar bu küçük galaksilerin merkezi kara delikler içerdiğinden emin değillerdi. Artık bazılarının gerçekten de orta kütleli kara delikler içerdiğini biliyorlar. Küçük galaksi “Fornax Ultrakompakt Cüce 3” güzel bir örnektir. Boyut olarak çok büyük bir kara deliğe sahip gibi görünüyor.
Eğer cüce galaksiler kara delikler içeriyorsa ve eğer cüce galaksiler Evren’in erken dönemlerinde birleşerek daha büyük galaksiler oluşturduysa, bu kara delikler birleşerek süper kütleli kara delikler oluşturmuş olabilir mi?
Chandra X-ışını Gözlemevi’nin yardımıyla araştırmacılar bu sorunun cevabını bulmak için yola çıktılar.
Tuscaloosa’daki Alabama Üniversitesi’nden Marko Micic’e göre, gökbilimciler oldukça yakın olan büyük galaksilerde, çarpışma yörüngelerinde çok sayıda kara delik örneği keşfettiler. Uzak galaksilerde bu tür birleşmelerin kanıtlarını arayan yeni bir araştırmayı yönetti. Bununla birlikte, cüce galaksilerde bunları aramak son derece zordur ve şimdiye kadar başarısız olmuştur.
Micic ve ekibi, “o zamanlar” gerçekte ne olduğunu anlamak için eve daha yakın yerlerdeki cüce galaksi çarpışmalarını inceledi. Daha sonra keşfettikleri bilgileri kullanarak Evren’in erken dönemlerinde neler olduğuna dair hipotezler oluşturdular. Kapsamlı gözlemler yapmak için Chandra’yı kullanarak işe başladılar. Cüce-süper kütleli kara delik çarpışmaları etrafında aşırı ısınmış materyal aradı.
Chandra bu sıcak alanların yaydığı muazzam miktardaki x-ışınlarını tespit edebilir. Kara delikleri besleyen madde de aynı şekilde son derece sıcaktır.
Bilim insanları daha sonra gözlemleri Kanada-Fransa-Hawaii Teleskobu’ndan (CFHT) gelen optik verilerle ve NASA’nın Geniş Kızılötesi Araştırma Kaşifi’nden (WISE) gelen kızılötesi verilerle eşleştirdiler. Esas olarak cüce galaksilerdeki parlak x-ışını kaynağı çarpışma çiftlerini aradılar. Bu kaynaklar, birleşen iki galakside kara deliklerin nerede bulunduğunu gösteriyor.
Veri metodolojileri, cüce galaksilerdeki süper kütleli kara delik çarpışmaları için birkaç potansiyel aday belirledi. Micic’in eş yazarı Olivia Holmes’a göre, birleşen cüce galaksilerdeki ilk iki farklı kara delik çiftini bulduk. Holmes, bunların daha önceki olaylar hakkında yararlı ipuçları sunduğunu da sözlerine ekledi. İlk galaksiler, onların kara delikleri ve bu sistemleri erken evrendekiler için analog olarak kullanarak çarpışmalarının yarattığı yıldız oluşumuyla ilgili soruları daha derinlemesine inceleyebiliriz.
Gaz, çarpışmalarıyla cüce galaksi çiftlerinin her birinde bulunan büyük kara deliklerin içine çekilmiştir. Bu da her bir kara deliğin genişlemesine yol açan bir beslenme çılgınlığını tetikledi.
Galaksileri birleştikçe kara deliklerin nihai çarpışması sonucunda daha büyük kara delikler oluşacaktır.
Çiftlerden biri yaklaşık 760 milyon ışık yılı uzaklıktaki Abell 133 galaksi kümesinde yer alıyor. Bu iki galaksi bilimsel ekip tarafından “Mirabilis” olarak adlandırıldı. Bu isim uzun kuyruklu bir sinek kuşu türünden gelmektedir. Birleşmelerinin son aşamalarında, iki cüce galaksinin yerçekimsel danslarının gelgit etkileriyle karıştırılmış uzun bir malzeme kuyruğuna sahip oldukları görülebilir. Birleşmeleri neredeyse tamamlanmıştır.
Araştırmacılar Abell 1758S galaksi kümesinde, birleşmekte olan ikinci bir cüce galaksi çifti fark ettiler. Aralarındaki mesafe yaklaşık 3,2 milyar ışık yılı. Marcel Proust’un “Kayıp Zamanın İzinde” adlı eserindeki iki hayali karakter olan Elstir ve Vinteuil, birleşen galaksilerin adlarıdır.
Bu iki nesne daha yeni birleşmeye başlamış olmalarına rağmen, kara delik etkileşimleri şimdiden beklenen x-ışını aktivitesini sergilemektedir.
Galaksi Birleşmelerin Sonuçları
Galaksi gelişiminin hiyerarşi teorisine göre, Evren’in erken dönemlerinde daha küçük galaksiler birleşerek daha büyük galaksiler oluşturdular. Eğer var olsalardı kara deliklerin de birleşmesi gerekirdi ve kara deliklerin bu erken çağlarda bunu yaptığını biliyoruz. Bu tür veriler bize sadece Evren’in erken dönemlerinde bunun olup olmadığını belirleme şansı vermekle kalmıyor, aynı zamanda kendi galaksimizin geçmişine de bir bakış sunuyor.
Örneğin Samanyolu, oluşmaya başlamasından 13,6 milyar yıl sonra hâlâ cüce galaksileri tüketmektedir. Mevcut bilgilere göre Samanyolu yaklaşık 50 cüce galaksi tarafından çevrelenmiştir. Sagittarius Cücesi de dahil olmak üzere bunlardan birkaçı galaksimiz tarafından yutulmaktadır.
Samanyolu’nun ilk atası, evriminin erken dönemlerinde Gaia-Enceladus olarak bilinen yakındaki bir nesneyle çarpıştı. Yaklaşık 10 milyar yıl önce, bir çarpışma genç Samanyolu’nu zenginleştirdi ve galaksimizin dolmasına yardımcı olan bir yıldız oluşumu dalgasını ateşledi. Büyük olasılıkla merkezdeki kara delikler arasında da çarpışmalar olmuştur. Bunlar, Samanyolu’nun merkezindeki mevcut merkezi süper kütleli kara delik olan Sagittarius A*’nın gelişimine neden oldu.
Gökbilimciler, galaksi birleşmeleri ve kara delik çarpışmalarını zaman içinde inceleyerek Samanyolu da dahil olmak üzere tüm galaksilerin zaman içinde nasıl evrimleştiği ve değiştiğine ilişkin bilgi boşluklarını doldurabilmelidir. Artık Samanyolu gibi galaksilerin en eski bileşenleri olan cüce galaksilerle başlama fırsatına sahipler.
Kaynak: universetoday
