Beş yüz metre açıklıklı Küresel Teleskop yardımıyla atomik gaz yapısı bulundu. Tüm galaksiler, temel bileşenleri olan atomik gazdan oluşur. Galaksiler arası ortamdan atomik gaz birikimi ve yıldız oluşumunun ana süreci galaksilerin nasıl evrimleştiğidir.
Sonuç olarak, galaksi oluşumu ve evrim teorilerinin incelenmesi, galaksilerin içindeki ve etrafındaki atomik gazın gözlemlenmesine ve incelenmesine bağlıdır. Atomik gazı araştırmak için en basit teknik, radyo dalga bandında atomik hidrojenin 21 cm ince yapı çizgisi emisyonuna bakmaktır.
21 cm Hidrojen Emisyonu Nedir?
Hidrojen gazının 21 cm dalga boyundaki çizgisinin ölçümü, bilim insanlarının galaksimizdeki hidrojen dağılımının izini sürmelerine olanak sağladı. Yıldızlardan gelen görünür ışık 1420 MHz’deki toz bulutlarından geçemeyeceğinden, hidrojenden gelen bu radyasyon bize hidrojenin yıldızlar tarafından sağlanandan daha kapsamlı bir görüntüsünü sağlayabilir.
Hidrojenin 1s temel durumunun iki seviyesi arasındaki geçiş, elektron spini ve nükleer spin arasındaki etkileşim tarafından hafifçe ayrılır ve 1420 MHz radyasyonunu oluşturur. Hiper ince yapı, bölünme için kullanılan bir terimdir. Hidrojenin alt durumu, radyasyonun kuantum özelliklerinden dolayı 1420 MHz’i absorbe edecektir ve emisyonda 1420 MHz’in tespiti, üst duruma önceki bir uyarımı göstermektedir.
Çin Bilimler Akademisi Ulusal Astronomi Gözlemevleri’nden (NAOC) bir araştırmacı olan Xu Cong, kısa bir süre önce Beş yüz metrelik Açıklıklı Küresel Teleskop’un (19 ışınlı alıcı) kullanarak, iyi bilinen kompakt galaksi grubu “Stephan’ın Beşlisi” yakınındaki 21 cm’lik çizgi emisyonunun derin haritalama gözlemlerini gerçekleştirdi. Bu gözlemler yaklaşık 2 milyon ışık yılı uzunluğunda çok büyük bir atomik gaz yapısını ortaya çıkardı.
Dünyanın en büyük ve en hassas tek çanaklı radyo teleskobu olan FAST, 19 ışınlı bir alıcıyla 21 cm çizgi gözlemleri için en büyük L-bandı çok ışınlı besleme dizisine sahiptir. FAST 19 ışınlı alıcının tam olarak devreye girmesi, özellikle galaksilerden uzakta bulunan dağınık düşük yoğunluklu gaz için evrendeki atomik gaza yeni bir pencere açıyor.
XU’ya göre bu, bir galaksi grubunda şimdiye kadar keşfedilen en büyük atomik gaz yapısıdır. Gözlemler şu anda bu açısal çözünürlükte, kanal başına 1σ = 4.2 × 1016 cm−2 (Δv = 20 km s−1; açısal çözünürlük = 4′) hassasiyetle atomik hidrojen 21-cm çizgi emisyonunun en hassas olanlarıdır.
Fransız astronom Edouard Stephan tarafından 1877 yılında keşfedilmesinden bu yana Stephan Beşlisi, galaksiler arasındaki ve galaksiler ile grup içi ortam arasındaki karmaşık bağlantı ağına ilişkin gizemleri çözmektedir.
Son çalışmalar, grubun merkezinden uzakta büyük ölçekli, dağınık, düşük yoğunluklu gazın varlığını ortaya koyuyor. Bu gaz büyük olasılıkla 1 gigayıldan daha az yaştadır ve 1018 cm−2 den daha küçük bir sütun kimliğine sahiptir.
Düşük yoğunluklu atomik gazın bu kadar uzun bir zaman ölçeğinde galaksiler arası UV arka planı tarafından iyonize edilmekten nasıl kurtulabileceği belirsiz olduğundan, veriler mevcut galaksi-grup oluşumu/evrimi fikrine şüphe düşürmektedir.
Kaynak: nature.com/articles/s41586-022-05206-x
