Galaksiler Nasıl Ölür: Yıldızların Oluşumundan, Sönüşüne Kadar

0
68
Galaksiler Nasıl Ölür: Yıldızların Oluşumundan, Sönüşüne Kadar

Galaksi: kütleçekimi kuvvetiyle birbirine bağlı yıldızlar, yıldızlararası gaz, toz ve plazmanın meydana getirdiği yıldızlararası madde ve şimdilik pek anlaşılamamış karanlık maddeden oluşan sistemdir.

Galaksi evrimini inceleyen gök bilimciler, uzun zamandır büyük galaksilerde yıldız oluşumunun sonlanmasına neyin sebep olduğu anlamakta zorlanıyorlar. “Söndürme”, olarak bilinen bu süreci açıklamak için birçok teori öne sürülmüştü. Henüz tatmin edici bir model üzerinde fikir birliği yoktur.

Uc Santa Cruz‘da astronomi ve astrofizik profesörü olan Sandra Faber önderliğindeki uluslararası bir ekip, galaksi yapısı, süper kütleli kara delikler ve yıldız oluşumunun söndürülmesi hakkındaki geniş bir gözlem yelpazesini başarıyla açıklayan yeni bir model önerdi. Araştırmacılar bulgularını 1 Temmuz’da Astrophysical Journal‘da yayınlanan bir makalede sundular.

Model, kara deliğe düştüğünde ve büyümesini beslediğinde, bir galaksiye ve çevresine merkezi bir süper kütleli kara delikten salınan enerjiyi, kara deliğe “geri bildirim” olarak nitelendiren söndürme ile ilgili, önde gelen fikirlerden birini desteklemektedir.

Bu enerjik geri bildirim galaksinin gaz arzını ısıtır, çıkarır veya başka bir şekilde bozar. Galaksinin halosundan gelen gazın yıldız oluşumunu beslemesini önler.

Fikir, yıldız oluşturan galaksilerde, merkezi kara deliğin sonunda ev sahibini büyüten ve öldüren bir parazit gibidir. Bu daha önce söylendi, ancak bir kara deliğin ana galaksisindeki yıldız oluşumunu kapatacak kadar büyük olduğunu söyleyecek net kurallarımız yoktu. şimdi gözlemlerimizi açıklamak için çalışan nicel kurallarımız var.

Sandra Faber

Gezegenlerin Ölmesinde Temel Fikir

Temel fikir, bir galaksideki yıldızların kütlesi (yıldız kütlesi), bu yıldızların ne kadar yayıldığı (galaksinin yarıçapı) ve merkezi kara deliğin kütlesi arasındaki ilişkiyi içerir. Belirli bir yıldız kütlesine sahip yıldız oluşturan galaksiler için, galaksinin merkezindeki yıldız yoğunluğu galaksinin yarıçapı ile ilişkilidir. Böylece daha büyük yarıçapa sahip galaksiler daha düşük merkezi yıldız yoğunluklarına sahiptir.

Merkezi kara deliğin kütlesinin merkezi yıldız yoğunluğu ile ölçeklendiği varsayılarak, daha büyük yarıçaplara sahip yıldız oluşturan gökadalar (belirli bir yıldız kütlesinde) daha düşük kara delik kütlelerine sahip olacaktır.

Bunun anlamı, Faber, daha büyük galaksilerin (belirli bir yıldız kütlesi için daha büyük yarıçaplara sahip olanların) daha fazla gelişmesi ve merkezi kara deliklerinin yıldız oluşumunu söndürmek için yeterince büyüyebilmesi için daha yüksek bir yıldız kütlesi oluşturması gerektiğini düşünüyor. Böylece, küçük yarıçaplı gökadalar büyük yarıçaplı gökadalardan daha düşük kütlelerde söner.

“Bu, yeni yarıçaplı gökadalar belirli bir yıldız kütlesinde daha küçük kara deliklere sahipse ve kara delik geribildirimi söndürme için önemliyse, o zaman büyük yarıçaplı gökadaların daha da gelişmesi gerektiği anlamına gelir. Tüm bu varsayımları bir araya getirirseniz, şaşırtıcı bir şekilde, galaksilerin yapısal özelliklerinde çok sayıda gözlemlenen eğilimi yeniden üretebilirsiniz.”

Sandra faber

Bu, örneğin, daha büyük söndürülmüş galaksilerin neden daha yüksek merkezi yıldız yoğunluklarına, daha büyük yarıçaplara ve daha büyük merkezi kara deliklere sahip olduğunu açıklar.

Bu modele dayanarak, araştırmacılar, söndürmenin kara delikten yayılan toplam enerjinin galaktik halodaki gazın yerçekimi bağlama enerjisinin yaklaşık dört katı olduğu sonucuna varmışlardır. Bağlanma enerjisi, gazı galaksiyi saran karanlık maddenin halesi içinde tutan yerçekimi kuvvetini ifade eder. Kara delikten yayılan toplam enerji, galaktik halodaki gazın bağlama enerjisinin yirmi katı olduğunda söndürme tamamlanır.

Faber, modelin yıldız oluşumunun söndürülmesinde yer alan fiziksel mekanizmaları henüz ayrıntılı olarak açıklamadığını vurguladı. Bu basit teorinin çağrıştırdığı kilit fiziksel süreçler henüz anlaşılmadı. Ancak bunun erdemleri, süreçteki her adım için basit kurallara sahip olmanın teorisyenleri her adımı açıklayan fiziksel mekanizmalar bulmaya zorlamasıdır. dedi.

Gezegen Ölümleri Hakkındaki Çalışmaların Sonuçları

Gökbilimciler, galaksilerin farklı özellikleri arasındaki ilişkileri çizen ve zamanla nasıl değiştiklerini gösteren diyagramlar açısından düşünmeye alışkındırlar. Bu diyagramlar, yıldız oluşturan ve söndürülmüş galaksiler arasındaki yapıdaki dramatik farklılıkları ve aralarındaki keskin sınırları ortaya koymaktadır. Yıldız oluşumu renk spektrumunun mavi ucunda çok fazla ışık yaydığından, gökbilimciler “mavi” yıldız oluşturan galaksilere, “kırmızı” durgun galaksilere ve “yeşil vadiye” aralarındaki geçiş olarak atıfta bulunurlar. Bir galaksinin hangi aşamada olduğu yıldız oluşum oranı ile ortaya çıkar.

Çalışmanın sonuçlarından biri, galaksiler bir aşamadan diğerine geçtikçe karadeliklerin büyüme hızının değişmesi gerektiğidir. Gözlemsel kanıtlar, karadelik büyümesinin çoğunun, galaksiler sönmeye başladığında yeşil vadide meydana geldiğini göstermektedir.

“Yıldız oluşumu yavaşladıkça karadelik açığa çıkıyor gibi görünüyor. Bu bir vahiydi, çünkü yıldız oluşum galaksilerinde karadelik kütlelerinin neden bir ölçeklendirme yasasını izlediğini açıklarken, söndürülmüş galaksilerdeki karadelikler başka bir ölçeklendirme yasasını takip ediyor.”

Sandra Faber

Faber ve işbirlikçileri yıllardır bu konuları tartışıyorlar. Faber, 2010 yılından bu yana, bu çalışmada kullanılan verileri üreten büyük bir Hubble Uzay Teleskobu galaksi anket programına (CANDELS, Kozmik Meclis Yakın Kızılötesi Derin Ekstragalaktik Eski Araştırma) liderlik etti. CANDELS verilerini analiz ederken, UCSC fizik profesörü Joel Primack tarafından, galaksilerin oluştuğu karanlık madde halelerinin evriminin Bolşoy kozmolojik simülasyonunu geliştiren bir ekiple yakından çalıştı. Bu haleler, teorinin söndürmeden önce gökada evriminin erken yıldız oluşum aşamasını oluşturduğu iskele sağlar.

Peki ya diğer galaksilerde yaşam var mı?

Tavsiye Yazı: Diğer Gezegenlerde Yaşam Olasılığı Var Mıdır?

Son Olarak

Makaledeki ana fikirler CANDELS verilerinin analizlerinden ortaya çıktı ve Faber’i yaklaşık dört yıl önce buldu. Aniden üzerime atladı, ve fark ettim ki, eğer tüm bunları bir araya getirirsek – eğer galaksiler yarıçap ve kütleye karşı basit bir yörüngeye sahipse, ve eğer kara delik enerjisi hale bağlama enerjisinin üstesinden gelmek istiyorsa – galaksilerin yapısal diyagramlarında tüm bu eğimli sınırları açıklayabilir, dedi.

O sırada Faber, araştırma işbirliklerine ve diğer etkinliklere katıldığı Çin’e sık sık seyahat ediyordu. İlk yazar Zhu Chen ile tanıştığı Şanghay Normal Üniversitesi’nde misafir profesördü. Chen, 2017 yılında UC Santa Cruz’a konuk araştırmacı olarak geldi ve gökada söndürme hakkında bu fikirleri geliştirmek için Faber ile çalışmaya başladı.

Faber: Matematiksel olarak çok iyi, benden daha iyi ve bu yazı için tüm hesaplamaları yaptı.

Faber ayrıca, ucsc astronomi ve astrofizik profesörü David Koo’nun, merkezi kara deliklerin büyümesinde anahtar olarak galaksilerin merkezi yoğunluklarına odaklanarak, uzun zamandır birlikte çalıştığı David Koo’yu da takdir etti.

Bu yeni model tarafından açıklanan bulmacalar arasında Samanyolu galaksimizle çok benzer komşusu Andromeda arasında çarpıcı bir fark var.

Faber, Samanyolu ve Andromeda neredeyse aynı yıldız kütlesine sahip, ancak Andromeda’nın kara deliği Samanyolu’nunkinden neredeyse 50 kat daha büyük. Karadeliklerin yeşil vadide çok fazla büyüdüğü fikri bu gizemi açıklamak için uzun bir yol kat ediyor. Samanyolu sadece yeşil vadiye giriyor ve kara deliği hala küçükken, Andromeda yeni çıkıp kara deliği büyüdü çok daha büyük ve aynı zamanda Samanyolu’ndan daha da söndürüldü. dedi.

Faber, Chen, Koo ve Primack’e ek olarak, makalenin ortak yazarları arasında yedi ülkede yaklaşık iki düzine kurumdaki araştırmacılar yer alıyor. Bu çalışma NASA ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından sağlanan bağışlarla finanse edildi.

Kaynak Linki: Galaksiler nasıl ölür: Yıldız oluşumunun söndürülmesine ilişkin yeni görüşler

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz