AstroNotlar’dan, merhaba! Bu hafta sizlere evrenimizin en büyük yapıları olan gökada kümelerinden ve bu yapıların üyeleri olan gökadalardan bahsedeceğiz.
İlk olarak gökadaların genel bir tanımını yapalım. Nedir bu gökadalar? Gökadalar, kütleçekimi kuvvetiyle birbirine bağlı yıldızlar, yıldızlararası gaz, toz ve plazmanın meydana getirdiği yıldızlararası madde ve şimdilik pek anlaşılamamış karanlık maddeden oluşan sistemlerdir. Karanlık madde henüz çok iyi anlaşılamamış olsa da, çoğu gökadanın kütlesinin yaklaşık %90’ını oluşturduğu tahmin edilmektedir. Gökadalar genellikle 10 milyon ile bir trilyon arasında miktarlarda yıldız içerir ve bir gökadanın içerdiği yıldızların hepsi gökadanın kütle merkezinin etrafındaki yörüngelerde dolanır. Gökadalar çoklu yıldız sistemlerini, yıldız kümelerini ve bulutsuları da içerirler. Örneğin çevresinde gezegenler ve asteroitler gibi cisimlerin dolandığı Güneş, Samanyolu Gökadası’ndaki yıldızlardan yalnızca biridir.
Nasıl oluştular peki bu gökadalar? Bu sorunun tam bir cevabı henüz bulunmuş değildir. Gökadaların oluşumu hala araştırılan bir konudur. Bu konuya ilişkin teorileri kabaca ikiye ayırabiliriz; “Yukarıdan Aşağıya” doğru gelişenler ve “Aşağıdan Yukarıya” doğru gelişenler. Yukarıdan aşağıya doğru gelişen teoriler, gökadaların yaklaşık 100 milyon yıl süren bir çökme sonucu oluşmuş yapılar olduğunu bizlere söyler. Aşağıdan yukarıya doğru gelişen teoriler ise, önce küresel yıldız kümeleri gibi daha küçük yapıların oluştuğunu ve daha sonra bu yıldız kümelerinin birleşmesiyle de galaksilerin oluştuğunu öne sürer. Yani, küresel yıldız kümelerinin bazıları, çok yaşlı, antik galaksiler olabilir. Her iki teori grubunu da destekleyen onlarca model bulunmaktadır. Bu sebeple gökadaların oluşumu hala araştırılan ve astronomide hala tartışmaya açık temel meselelerden biridir.
Gökadalar ilk olarak şekillerine göre sınıflandırılmışlardır. Bu sınıflandırmaya gökadaların ilk gözlemlerini ve gökadaların keşfinde çok büyük rol oynayan ve haliyle sınıflandırmayı da kendisi yapan Astronom Edwin Powell Hubble’ın soyadı kullanılarak “Hubble Sınıflandırması” adı verilir. Bu sınıflandırmada en sık karşılaşılan biçimlerden biri, elips şekilli olan eliptik gökadalardır. Sarmal gökadalar ise tozlu ve kıvrımlı kolları olan yapılardır. Ayrıca düzensiz diyebileceğimiz sıradışı gökadalar da bulunmaktadır. Bunlar genellikle etraflarındaki gökadaların kütleçekimi yüzünden biçimleri bozulmuş gökadalardır. Birbirlerine yakın gökadaların arasındaki bu tür etkileşimler gökadaların birleşmesine de neden olabilir.
Hubble Sınıflandırması’nda gökada türleri bir harf ile ifade edilir. E, eliptik gökadaları; S, sarmal gökadaları; SB spiral barred anlamına gelen çubuklu sarmal gökadaları; Irr ise irregular yani düzensiz gökadaları belirtir.
Gökada türlerinin özelliklerinden de bahsedelim ve ilk olarak eliptik gökadalarla başlayalım. Eliptik gökadalar, bakış doğrultumuzdan bağımsız olarak, gerçekten elips biçiminde olan gökadalardır. Hubble sınıflandırmasına göre eliptik gökadaların kimileri oldukça dairesel kimileri de aşırı oval şekillerde olabilmektedir. Kodlanmaları ya da adlandırılmaları da buna göre yapılmaktadır. Bu yelpaze içinde daire biçimine en yakın eliptik gökadalar E0, en oval olanlar ise E7 olarak adlandırılır. Bu gökadalarda yıldızlararası madde miktarı fazla olmadığı için haliyle yeni yıldız oluşumu, yani yıldız doğum oranları çok düşüktür. Eliptik gökadalar yıldız doğumlarının durduğu veya en aza indiği gökadalar olarak düşünülebilir. Eliptik gökadaların çoğunun, en az iki gökadanın çarpışması ya da birleşmesiyle oluştuğu düşünülmektedir.
Evrendeki gökadaların çoğu sarmal gökadalardan oluşmaktadır. Sarmal gökadalar dönen bir yıldızlar diskinden, yıldızlararası ortamdan ve genellikle daha yaşlı yıldızlardan meydana gelmiş bir şişkin bölgeden oluşan gökadalardır. Etrafı teker adlı yıldızlar topluluğu tarafından sarılı bir karın, ya da çekirdek kısmından dışarı doğru nispeten parlak kollar uzanır. Hubble sınıflandırmasında sarmal gökadalar S harfiyle kodlanmakta ve bu S harfinin yanına gökadanın bazı özelliklerini belirtmek üzere küçük harfler de (a, b, c) eklenmektedir. Bu ek harfler kolların sıkılık ya da dallanmadaki dağınıklık derecesini ve merkezdeki karın ya da çekirdeğin boyutunu bizlere gösterir. Mesela Sa sınıfındaki gökadalarda çekirdek büyük, kollar ise belirsizce yayılmış durumda olur. Sc sınıfında ise çekirdek küçük ve açılmış kollar ise belirgin durumda olur. Kendi gökadamız Samanyolu’nun ise SBb türünden bir gökada olduğu düşünülmektedir. Yani çubuklu sarmal bir yapıda olup, çekirdek ve kollar ortalama boyutlarda.
Sarmal gökadalar adlarını yıldızların oluştuğu parlak kollarına borçuludurlar. Sarmal gökadalarda kollar, merkezden dışa doğru logaritmik spiral biçimine yakın bir spirallik göstererek açılır. Bu, kollardaki yıldızların tek yönlü dönüşüyle oluşan sapmalardan kaynaklanan bir çalkantının varlığını da bize gösteren bir belirteçtir aslında. Yani yıldızlar gibi kollar da merkez çevresinde dönmekle birlikte, kollar sabit bir hızla dönerler. Bu şu anlama gelir: Yıldızlar hareketleri sırasında bu kollara girip çıkarlar ve gökada merkezine yakın yıldızlar ile kollardaki yıldızların hızları aynı değildir.
Bütün bu sınıfların dışında, eliptik ve sarmal bir biçim altında sınıflandırılması mümkün olmayan bazı gökadalar daha bulunmaktadır ki, biz bunlara düzensiz gökadalar diyoruz. Bunlar Irr I ya da Irr II olarak kodlanırlar ya da adlandırılırlar. Bunlardan Irr I olarak adlandırılanlar düşük düzeyde bir yapılanma gösterseler de, bu sahip oldukları yapının biçimi, biçimsel gökada sınıflarından herhangi birine uymaz. Irr II olarak adlanan gökadalar ise biçimsel gökada sınıflarını andıran hiçbir yapı izi göstermezler. Düzensiz gökadaların geçmişte birer sarmal gökada oldukları, fakat sonraları kütleçekimsel kuvvetlerin etkisiyle düzensiz hale geldikleri düşünülmektedir. Düzensiz cüce gökadalara örnek verecek olursak komşu gökadalarımız olan Macellan Bulutları’na bakmamız yeterli olacaktır. Tabii Macellan Bulutları’nı görmemiz için güney yarımküreye gitmemiz gerektiğini de hatırlatmakta fayda var.
Peki evrenimizde kaç tane gökada bulunmaktadır? Verebildiğimiz sayılar maalesef tahminlerin ötesine geçememektedir. Çünkü evrenimizde tam olarak kaç tane gökada olduğunu bilemeyiz. Gözlenebilir evrenimizde 100 milyardan fazla gökada olduğu sanılmakta ve gökadaların çoğu 1.000 ile 100.000 parsek arasındaki bir yarıçapa sahip olup, genellikle birbirlerinden milyonlarca parsek uzaklıklarda bulunmaktadırlar.
Parsek ise tıpkı ışıkyılı gibi bir uzunluk birimidir. Bir parsek 3.26 ışıkyılına eşittir. Tabii 1 ışıkyılının da yaklaşık 9.5 trilyon kilometre uzunluğa denk geldiğini hatırlatmamızda fayda var. Astronomik uzaklık ve boyutlarda çoğu zaman kilometre çok küçük bir birim olarak kaldığından dolayı astronomlar genellikle ışıkyılı ve parsek gibi astronomik uzunluk birimleri kullanır. Bir ışıkyılı demek, ışığın bir yıl boyunca almış olduğu toplam yol miktarı demektir ve bu da, az önce bahsettiğimiz gibi yaklaşık 9.5 trilyon kilometreye denk gelmektedir.
Gökadalar evrenimizde bulunan ve bünyelerinde bütün gökcisimlerini barındıran yapılar dedik. O halde, gökadalar arasındaki uzayda hiçbir şey yok mudur? Hayır, vardır. Galaksilerarası uzayın ortalama yoğunluğu, metreküp başına bir atom bile düşmeyecek derecede az olan, çoğunlukla atomik H ve biraz da He gazıyla doludur. Gökada içlerindeyse bu oran kat kat daha fazladır.
Gökadaların çoğu, kütleçekim etkisi sayesinde birbirlerine bağlı “gökada kümeleri” adı verilen topluluklar oluştururlar; onlar da yine kütleçekim etkisi sayesinde birbirlerine bağlı “süperkümeleri” oluştururlar. Bu daha büyük süperküme yapıları da, evrende büyük boşlukları çevreleyen tabakalar ve ipliksi yapılar olarak oluşmuştur.
İpliksi yapılardan sonraki yayınlarımızda detaylıca bahsedeceğiz. Kendi gökadamız olan Samanyolu Gökadası’da herhangi bir küme veya süperküme içerisinde midir, yoksa biz yalnız mıyız?
Elbette ki yalnız değiliz. Bizim gökadamız “Yerel Küme”nin önemli bir üyesidir. Yerel Küme, kendi gökadamız Samanyolu’nu da kapsayan gökadalar kümesine verilen isimdir. Küme, 35’in üzerinde gökadadan oluşmakta ve kütleçekim merkezi, Samanyolu ile devasa komşumuz Andromeda Gökadası arasında yer almaktadır. Yerel Küme’nin gökadaları yaklaşık olarak 10 milyon ışıkyılı çapını kapsar ve görece ikili bir halter şekline benzer. Başak Süperkümesi (ya da diğer adıyla Yerel Süperküme) içindeki pek çok gökada kümesinden biridir. Kümenin iki büyük üyesi Samanyolu ve Andromeda Gökadası’dır. Bu iki sarmal gökadanın da, etrafında bulunan birçok uydu gökadalardan oluşan bir sistemi vardır.
Başak Süperkümesi ya da diğer adıyla Yerel Süperküme, Yerel Küme’yi ve dolayısıyla Samanyolu ve Andromeda Gökadaları’nı da içeren süperkümedir. En az 100 gökada kümesi, 33 megaparseklik, yani yaklaşık 110 milyon ışıkyıllık bir çap içerisinde yer almaktadır. Süperküme merkezinde ise yaklaşık 2000 gökada bulunduğu tahmin edilmekte.
Ayrıca, son yıllarda yapılan çalışmalar bizlere gösterdi ki, içerisinde bulunduğumuz Başak Süperkümesi de, aslında başka bir süperkümenin üyesiymiş ve bu süperkümenin adı da “Laniakea”. Laniakea Süperkümesi, Samanyolu ile yaklaşık 100.000 diğer galaksiye ev sahipliği yapan bir başka süperkümedir. Eylül 2014 tarihinde Hawaii Üniversitesi’nden Brent Tully ve Lyon Üniversitesi’nden Hélène Courtois dahil olmak üzere bir grup astronom, galaksilerin dikey hızlarına bakarak, dahil oldukları üstkümeleri tanımlamanın yeni bir yolunu keşfetmiş ve bu şekilde Laniakea Süperkümesi de keşfedilmiş oldu. Ekstra bir bilgi olarak da Laniakea kelimesi Hawaii dilinde “muazzam cennet” anlamına gelmektedir.
Astronom Carl Sagan’ın meşhur “Cosmos: Bir Uzay Serüveni” isimli belgesel dizisinde güzel bir şekilde değindiği kozmik adresimize bir kez de biz değinelim o halde. Dünya’yı yaşadığımız ev olarak aldığımız zaman tam adresimiz; Laniakea Süperkümesi, Başak Süperkümesi, Yerel Küme, Samanyolu Galaksisi, Orion Kolu, Güneş Sistemi, Dünya.
Peki gökadaları ileride nasıl bir gelecek bekliyor? Gökadalar yıldızların doğup, büyüyüp, öldükleri yapılardır. Günümüzde yıldız doğumlarının çoğu serin gazın pek tükenmemiş olduğu küçük gökadalarda meydana gelmektedir. Samanyolu Gökadası gibi sarmal gökadalar, spiral şeklindeki kollarındaki yıldızlararası yoğun hidrojen moleküler bulutlarına sahip oldukları sürece yeni nesil yıldızlar da üretirler. Bu gazdan artık yoksun olduklarından dolayı eliptik gökadalar ise yeni yıldızlar üretemezler. Mevcut hidrojen rezervleri yıldızlarca tüketilip ağır elementlere dönüştürüldüğünde yeni yıldız doğumları meydana gelemez. Yıldızları yaşlandıkça gökadanın parlaklığı da giderek azalır.
Evrenimizin içinde bulunduğu yıldız oluşum çağının yaklaşık yüz milyar yıl süreceği tahmin edilmektedir. Kırmızı cüceler gibi çok daha küçük ve giderek soluklaşan yaşlı yıldızların olacağı sonraki yıldız çağının 10-100 trilyon yıl süreceği düşünülmektedir. Bu “yıldız çağı”nın sonunda gökadalar kahverengi cüceler, beyaz cüceler, soğumuş kara/siyah cüceler, nötron yıldızları ve karadeliklerden ibaret olacaklardır. Ardından kütleçekimsel etkilerin sonucu olarak tüm yıldızlar birer birer kara deliklere düşecekler ya da çarpışmalar sonucunda galaksilerarası uzaya fırlatılacaklardır. Yani gökadaları ileride çok güzel bir geleceğin beklediğini söyleyemeyiz. Bu güzel cisimleri, maalesef böyle hazin bir son bekliyor. Üzücü bir durum. Bununla ilgili bir video izlemek isterseniz buraya tıklayabilirsiniz, üstelik Türkçe altyazılı.
astronotlar.org@gmail.com e-posta adresimize konuştuğumuz içeriklere dair düşüncelerinizi belirtebilir, değinmemizi istediğiniz konuları yazabilir, bir kitap, link veya bilgi paylaşımında bulunabilirsiniz. Sosyal medya hesaplarımızı Instagram ve Twitter’dan “astro_notlar” olarak takibe almayı unutmayın! Facebook’tan vazgeçmem diyenler ise bizi AstroNotlar sayfasında bulabilirler. Gelecek hafta görüşünceye dek, gökyüzüne iyi bakın, hoşçakalın!
E-posta: astronotlar.org@gmail.com
Facebook: facebook.com/astronotlar.org
Instagram: instagram.com/astro_notlar
Twitter: twitter.com/astro_notlar
Anchor: anchor.fm/astronotlar
KAYNAKLAR VE GÖRSELLER
https://tr.wikipedia.org/wiki/Galaksi
http://astronomi.istanbul.edu.tr/populer/gizem/gizem.htm
Extragalactic Astronomy and Cosmology (Chapter 1.2 – 3.1 – 3.2 – 3.3) – Peter Schneider