NASA'nın Hubble Uzay Teleskobu'ndan alınan verilerle yapılan yeni bir araştırma, yakınımızdaki Andromeda galaksisinde yıldız oluşumunun son 500 milyon yıldır azaldığını, son 40 milyon yılda ise bu düşüşün daha da keskinleştiğini ortaya koydu. Samanyolu ile benzer büyüklükteki sarmal galaksi Andromeda, karanlık gökyüzü olan bölgelerden çıplak gözle bile görülebilecek kadar yakın. Dünya'dan yaklaşık 2,5 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan ve adeta kozmik komşumuz sayılan Andromeda, gökbilimcilere yıldız popülasyonlarını ayrıntılı inceleme ve kendi galaksimiz gibi galaksilerin geçmişini daha iyi anlama fırsatı sunuyor.
Sonuçlar Pazartesi günü The Astrophysical Journal dergisinde yayımlandı.
Araştırmacılar bu sonuca ulaşmak için Hubble'ın iki farklı tarama programından gelen verileri birleştirdi: Panchromatic Hubble Andromeda Treasury ve Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury. Bu iki tarama, Andromeda'nın disk bölgesinin üçte ikisini olağanüstü keskin ayrıntılarla haritaladı. Ekip, galaksi genelinde toplamda yaklaşık 200 milyon tek tek yıldızı ölçerek Andromeda'nın geçmişteki faaliyetlerine dair ayrıntılı bir tablo elde etti.
Washington Üniversitesi'nden gökbilimci ve çalışmanın ortak yazarlarından Ben Williams, "Tek tek yıldızları ölçmemiz gerekiyor çünkü onlar galaksinin oluşumunun fosil kayıtları. Hubble, Andromeda'da bunu yapabilecek kadar geniş bir alanda yeterince yüksek uzaysal çözünürlük sağlayabilen tek teleskop," dedi.
Büyük kütleli yıldızlar daha mavi ve kısa ömürlüyken, daha az kütleli yıldızlar daha kırmızı ve uzun ömürlüdür. Bu nedenle, yakın zamanda yıldız oluşumu yaşamış bölgelerde mavi yıldızların oranı daha yüksekken, daha az yakın tarihli yıldız oluşumu olan bölgelerde genellikle daha kırmızı bir popülasyon görülür. Ekip, Andromeda görüntülerini her biri 300 ışık yılı genişliğinde binlerce kareye böldü ve galaksinin geçmişine dair kapsamlı bir görüş elde etmek için her bir parseldeki yıldız oluşum geçmişini belirledi.
NASA'nın Hubble Uzay Teleskobu, Andromeda galaksisindeki milyonlarca yıldızın ayrıntılı bir görüntüsünü sağladı. Yakın zamanda yıldız oluşumu yaşamış bölgeler (1), daha az yakın tarihli yıldız oluşumu olan bölgelere (2) göre belirgin şekilde daha mavi görünüyor. Kredi: NASA, ESA, Benjamin Williams (UWashington), Zhuo Chen (UWashington), L. Clifton Johnson (Northwestern); Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI)
İstikrarlı Düşüş
Önceki araştırmalar, Andromeda galaksisinin yaklaşık 2 milyar yıl önce başka bir galaksiyle etkileşim veya birleşme nedeniyle büyük bir yıldız oluşumu patlaması yaşadığını göstermişti. O zamandan bu yana yıldız oluşumu istikrarlı bir şekilde azalıyor.
Gökbilimciler yıldız oluşum hızını, yıldızlara dönüşen gaz ve toz kütlesi veya miktarı cinsinden ölçer. Araştırmacılar, 500 milyon yıl önce Andromeda'nın yılda yaklaşık bir Güneş kütlesi oranında yıldız oluşturduğunu hesapladı. Ancak bu oran 40 milyon yıl önce bunun yaklaşık yarısına düştü. Güncel oran ise daha da düşerek yılda Güneş kütlesinin yaklaşık beşte birine geriledi.
Ekip ayrıca bu düşüşün galaksi genelinde tutarlı olup olmadığını veya belirli bölgelerde yoğunlaşıp yoğunlaşmadığını da inceledi. Yakın zamandaki yıldız oluşumunun büyük kısmının, galaksinin merkezinden yaklaşık 32.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan bir yıldız oluşum halkasında gerçekleştiğini buldular. Sonuç olarak, ölçtükleri düşüşün büyük kısmı bu halkadaki azalan faaliyetten kaynaklanıyor.
Düşüşün, yeni yıldızların oluşabileceği malzemenin azalmasından ziyade, galaksinin önceki daha aktif halinden doğal bir yavaşlama olduğu düşünülüyor.
Washington Üniversitesi'nden çalışmanın başyazarı Tobin Wainer, "Tıpkı bir maraton koştuktan sonra bazen biraz nefes almanız gerektiği gibi," dedi.
Olası Şüpheli
Ekip ayrıca Andromeda'daki faaliyet azalması ile uydu galaksi M32'ye (Messier 32) yakınlığı arasında bir bağlantı olup olmadığını da araştırdı. M32 galaksisi, gökyüzü düzleminde Andromeda'dan yaklaşık 16.000 ışık yılı uzaklıkta; ancak uzaydaki 3 boyutlu konumu belirsiz. Bu nedenle gökbilimciler, geçmişte Andromeda ile etkileşime girip girmediğinden veya ne zaman girdiğinden emin değil.
Washington Üniversitesi'nden ortak yazar Zhuo Chen, "Bu programın ana motivasyonlarından biri, M32 ile Andromeda'nın diski arasındaki olası etkileşimleri araştırmaktı," dedi.
Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury'den gelen tarama verileri, ekibin Andromeda'daki M32 yakınındaki yıldız oluşum geçmişini incelemesine olanak sağladı. Bu bölgenin diğer bölgelere kıyasla azalmış yıldız oluşumu belirtileri gösterdiğini buldular. Bu çalışmanın yaklaşık 60 milyon yıl önce başladığını tespit ettiği bu azalmanın zamanlaması, M32 galaksisinin Andromeda'nın diskiyle ne zaman etkileşime girdiğinin belirlenmesine yardımcı olabilir.
Wainer, "M32 yüzünden yıldız oluşumunda bir azalma gördüğümüzü açıkça söyleyemeyiz. Ama orada ve kesinlikle en olası şüpheli," dedi.
NASA'nın Hubble Uzay Teleskobu'ndan alınan verilerin analiziyle oluşturulan bu video, Andromeda galaksisindeki yıldız oluşum hızının son 500 milyon yılda nasıl düştüğünü gösteriyor. Parlak renkler, belirli bir dönemde yıldız oluşumunun en yüksek olduğu yerleri gösteriyor. Görselleştirme: Tobin Wainer (UWashington); Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI); Video: NASA, ESA, STScI, Gregory Bacon (STScI)
Ekip, Hubble verilerini analiz etmeye devam etmeyi ve Andromeda'nın geçmişine dair daha fazla bilgi edinmek için bunu yer tabanlı gözlemevlerinden gelen verilerle birleştirmeyi planlıyor.
California Santa Cruz Üniversitesi'nden ortak yazar Raja GuhaThakurta, "Bu arşiv verilerinin güçlü bir bilimsel değeri var. Andromeda, ayrıntılı olarak görebileceğimiz kadar yakın olan ve aynı zamanda küresel bir perspektif elde etmemizi sağlayan bir komşu olduğu için önemli," dedi.
Daha da büyük bir küresel perspektifin, NASA'nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu'nun en erken 30 Ağustos Pazar günü fırlatılmasının ardından gelmesi bekleniyor. Roman'ın devasa görüş alanı, tek bir gözlemde Hubble'ın yakın kızılötesi dalga boylarında kapladığı alanın en az 100 katını kapsayabiliyor. Yeni onaylanan bir Roman gözlem programı, Andromeda'nın disk bölgesinin tamamını ve çevresindeki hale bölgelerini görüntüleyecek ve gökbilimcilerin yüz milyonlarca yıldızı ölçmesine ve çığır açan yeni bilimsel çalışmalara olanak tanıyacak.
Hubble Uzay Teleskobu otuz yılı aşkın süredir faaliyet gösteriyor ve evrene dair temel anlayışımızı şekillendiren çığır açan keşifler yapmaya devam ediyor. Hubble, NASA ve ESA (Avrupa Uzay Ajansı) arasında uluslararası bir işbirliği projesidir. NASA'nın Greenbelt, Maryland'deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi, teleskop ve görev operasyonlarını yönetiyor. Lockheed Martin Space ayrıca Goddard'daki görev operasyonlarını destekliyor. Baltimore'daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, Astronomi Araştırmaları Üniversiteleri Birliği tarafından işletiliyor ve NASA adına Hubble bilim operasyonlarını yürütüyor.
