Gökbilimciler şimdi uzaylı bilim insanlarının Samanyolu’na uzaktan baktıklarında ne görebileceklerini çıkardılar. Yeni sonuçlar, en azından kimya söz konusu olduğunda, ev galaksimizin sıra dışı olduğunu ancak benzersiz olmadığını gösteriyor.
ABD’li astronom Edwin Hubble Yaklaşık bir asır önce galaksimizin birçok galaksiden sadece biri olduğunu keşfeden araştırmacılar, Samanyolu’nun ne kadar özel olduğunu (ya da olmadığını) merak ettiler. evrenHeidelberg, Almanya’daki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden Jianhui Lian, çalışmanın başyazarı olduğunu söyledi.
“Evimizdeki galaksiyi daha uzak galaksilerle karşılaştırmanın yollarını bulmak, eğer galaksimizin daha uzak olup olmadığını bilmek istiyorsak ihtiyacımız olan şeydir. Samanyolu özel mi değil mi?” Lian yaptığı açıklamada.
Gerçek şu ki Dünya Samanyolu’nda yaşayanlar, bilim insanlarının onun hakkında diğer tüm galaksilerden daha fazla şey bildiği anlamına geliyor. Örneğin, Samanyolu şu anda astronomların çok sayıda bireysel galaksiyi analiz edebildiği tek spiral galaksidir. Yıldızlar Konumları, kimyaları, sıcaklıkları ve diğer özellikleri açısından. Çeşitli kimyasalların seviyelerinin tarihi boyunca nasıl değiştiğini ölçmek, Samanyolu ve diğer galaksilerin zaman içinde nasıl büyüdüğü ve geliştiğine ışık tutabilir.
Ancak şimdiye kadar bilim insanları Samanyolu’ndaki tüm bu kimyasalların uzaktan nasıl görünebileceğini analiz etmemişlerdi. Bunu yapmak, Samanyolu’nu gökbilimcilerin uzaktan inceledikleri diğer galaksilerle karşılaştırmanın anahtarıdır.
Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden astrofizikçi Maria Bergemann Space.com’a yaptığı açıklamada, “Bildiğim kadarıyla Samanyolu’na ‘uzaylıların’ bakışı fikri oldukça yeni” dedi. “Bunu havalı ve ezber bozan buluyorum.”
Yeni çalışmada araştırmacılar, Samanyolu’nu sistematik bir şekilde analiz etmek için son on yılda kaydedilen ilerlemeye bağlı kaldılar. Örneğin, Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia uzay aracı Samanyolu’ndaki yaklaşık 1,5 milyar yıldızın parlaklıklarını, hareketlerini ve mesafelerini takip etti.
Buna ek olarak, artık uzak mesafeler için çok daha fazla ve çok daha iyi veri bulunmaktadır. galaksilerBu da Samanyolu’nu onlarla karşılaştırmayı kolaylaştırıyor. Örneğin, MaNGA araştırması gökyüzünün 2.700 derece karesi boyunca yaklaşık 10.000 galaksiyi derinlemesine analiz etti. (Karşılaştırmak gerekirse, Dünya’dan görülen dolunay yaklaşık 0,5 derece karelik bir alanı kaplamaktadır).
MaNGA araştırması, her galaksinin kimyasal bileşiminin merkezinden dış bölgelerine doğru nasıl değiştiğini incelemiştir. Ayrıca, modern galaksi oluşumu ve evrimi simülasyonları, binlerce galaksinin geçmişini Büyük Patlama günümüze kadar uzanmaktadır. Örneğin, Almanya ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki bilim insanlarının TNG50 simülasyonu, 13,8 milyar yıllık kozmik tarih boyunca binlerce galaksinin eşzamanlı evriminin izini sürerek 230 milyon ışık yılından daha geniş bir uzay küpünü modellemektedir.
Yeni çalışmada, araştırmacılar neyi yeniden yapılandırmak için yola çıktılar uzaylı astronomlar Gökbilimcilerin “metaller” olarak adlandırdıkları, evrendeki “normal” maddenin %99’unu oluşturan hidrojen ve helyumdan daha ağır tüm elementlerin bolluğunu haritalamak için Samanyolu’nu analiz etselerdi ne göreceklerdi? (Gizemli karanlık madde normal maddeden yaklaşık altı kat daha yaygındır, ancak).
Samanyolu bir disk şeklindedir, bu nedenle bilim insanları uzaylı bilim insanlarının galaksi içinde metal bolluğunun nasıl değiştiğini göreceklerine odaklandılar. Yıldızlar büyüdükçe, yıldızları canlı tutmaya yardımcı olan nükleer füzyon süreci yıldızların içinde metaller üretir ve büyük yıldızlar öldüğünde süpernova patlamalarla bu metalleri dışarı atarlar. Bu nedenle, zaman içinde daha erken doğan yıldızlar daha az metal içerirken, daha sonra doğan yıldızlar daha fazla metal içerir. Bir galaksinin hangi bölgelerinde daha az ya da daha çok metal içeren yıldızlar olduğunu haritalamak, hangi bölgelerin yıldızlarını daha önce ve daha sonra oluşturduğunu ortaya koyar.
Gökbilimciler ayrıca yıldızlararası tozun Samanyolu’nun Dünya’dan görünümünü nasıl lekeleyebileceğini de hesaba katmak zorundaydılar. Bu, galaksideki yıldızların gerçek dağılımını yeniden yapılandırmak için gözlemlerini toz ve yıldızların bilinen özellikleriyle birleştirmeyi içeriyordu.
Bilim insanları, Samanyolu’nun çekirdeğinden dışa doğru yıldızların ortalama metal içeriğini izlediklerinde, bu içeriğin arttığını ve Samanyolu’nun çekirdeğindekine yakın bir metal içeriğine ulaştığını buldular. bizim güneşimiz Merkezden yaklaşık 23.000 ışık yılı uzaklıkta. (Güneş galaksinin kalbinden yaklaşık 26.000 ışık yılı uzaklıktadır).
Bununla birlikte, Samanyolu’nun çekirdeğinden daha uzak mesafelerde, ortalama metal içeriği düşer ve galaksinin merkezinden yaklaşık 50.000 ışık yılı uzakta Güneş’in değerinin yaklaşık üçte birine ulaşır.
Bu metaliklik kuşağının neden var olduğunu bulmak için araştırmacılar yıldızları yaş gruplarına göre incelediler. Her yaş grubunun, Samanyolu’nun çekirdeğine yakın yerlerde daha fazla, daha uzak yerlerde ise daha az metal içeriğine sahip olduğu bir eğilim izlediğini buldular. Bununla birlikte, çok daha düşük metal içeriğine sahip yaşlı yıldızlar galaksinin kalbine yakın yerlerde daha bol bulunurken, genç yıldızlar daha uzaklarda daha sık görülüyor. Ortalaması alındığında, bu durum bilim insanlarının tespit ettiği metaliklik modeline yol açtı.
Gökbilimciler daha sonra Samanyolu’nu MaNGA araştırmasındaki bizim galaksimize benzer kütlelere sahip ve aynı zamanda benzer miktarda yıldız içeren 321 galaksiyle karşılaştırdılar. Bu galaksilerin hepsi de yüz yüze görülebiliyor ve araştırmacıların metal seviyelerinin her galakside nasıl değiştiğini görmelerine yardımcı oluyor. Bilim insanları aynı kriterleri TNG50 simülasyonunda 134 Samanyolu benzeri galaksiyi tanımlamak için kullandılar.
Sonuç olarak, gökbilimciler Samanyolu’nun galaksiler arasında yaygın olmadığını ancak benzersiz de olmadığını buldular. MaNGA örneğindeki galaksilerin sadece yaklaşık %1’i ve TNG50 simülasyonundaki galaksilerin %11’i Samanyolu’na benzer bir metal modeli sergilemiştir. Araştırmacılar, %1 ile %11 arasındaki bu farklılığın MaNGA verilerindeki belirsizliklerden ve TNG50 simülasyonunun evreni modellemedeki doğruluğundaki sınırlamalardan kaynaklanabileceğini belirtmişlerdir.
Ayrıca ekip, Samanyolu’nun kimyasal yapısının, kaba şekli ve yapısındaki galaksiler arasında nadir olduğunu tespit etti.
Bergemann, “Ana çıkarım, Samanyolu’muzun tipik bir Samanyolu benzeri galaksi olmadığıdır” dedi. “Başka bir deyişle, Samanyolu kendisi gibi olan diğer galaksilere kıyasla farklı bir şekilde evrimleşmiş olabilir.”
Samanyolu’nun neden olağandışı göründüğüne gelince, bilim insanları galaksimizin merkezine yakın metal zengini yıldızların görece azlığının, galaktik merkezi yaklaşık 5.000 ışık yılı mesafeye kadar çevreleyen eski yıldızlardan oluşan yaklaşık küresel bir bölge olan şişkinliğin oluşumuyla ilgili olabileceğini belirttiler. Şişkinliğin doğuşu muhtemelen bölgedeki hidrojen gazının çoğunu tüketerek daha sonraki yıldız oluşumunu çok daha zor hale getirmiştir.
Ancak araştırmacılara göre, galaksimizin merkezinin süper kütleli kara delik bir noktada yıldız oluşumunu engelleyen parçacıklar ve radyasyon püskürterek olağandışı bir şekilde aktif hale gelmiş olabilir.
Ekip üyeleri, Samanyolu’nun dış diskindeki metallerin görece azlığının bir dizi farklı senaryoyla da açıklanabileceğini ekledi. Örneğin, galaksimiz çok az metal içeren gaza sahip daha küçük bir galaksiyi yutmuş olabilir. Bu gaz daha sonra Samanyolu’nun dış diskinde daha az metale sahip yıldızlar için hammadde görevi görmüş olabilir. Gökbilimcilerin şu anda Samanyolu’nun dış diskinin kapsamı için yaptıkları tahminler de yanlış olabilir ve Samanyolu’nun diğer galaksilere kıyasla ne kadar farklı göründüğünü çarpıtabilir.
Yeni çalışmada araştırmacılar demire odaklandılar, çünkü bu metalin Samanyolu’ndaki yıldızlarda ölçülmesi nispeten kolaydır.
Bergemann, “İlginç bir araştırma yönü, daha fazla kimyasal elementi ölçmeyi denemek olacaktır” dedi. “Örneğin, Dünya’daki yaşam için kilit bir element olan oksijen diğer galaksilerde de ölçülebilir ve yakında Samanyolu’ndaki oksijenin kimyasal evrimi için çok sayıda veri elde edeceğiz – örneğin 4MOST’tan [at the Paranal Observatory in Chile.] Potansiyel olarak çok önemli bir diğer unsur da karbon.”
Bilim insanları ayrıntılı olarak onların bulguları Nature Astronomy dergisinde 22 Haziran’da çevrimiçi olarak yayınlandı.
