Erken Evrendeki Karanlık Gökadalar İlk Kez Gözlendi

İlk kez görüntülenen koyu galaksiler.
Şimdiye kadar varlıkları sadece teorilerle tahmin edilen, gözlenemeyen ve gökada oluşumunun erken bir dönemine işaret eden karanlık gökadalar ilk kez görüntülendi. Aslında bu nesneler yıldızları olmayan gaz-zengini gökadalardır. ESO’nun Çok Büyük Teleskobunu kullanan uluslararası bir ekip bulunması zor bu nesneleri bir kuasar tarafından aydınlantılmaları sayesinde tesbit etti.
Karanlık gökadalar erken evrendeki yıldız oluşturma konusunda oldukça yetersiz, küçük, gaz zengini gökadalardır. Varlıkları gökada oluşumu teorileriyle tahmin edilmekte ve yıldızlarla dolu günümüz parlak gökadalarının temel taşları oldukları düşünülmektedir. Gökbilimciler sahip olduklar gazın çoğuyla büyük gökadaları beslediklerini ve bunun da günümüzde var olan yıldızları oluşturduğunu düşünüyor.
Yıldızları olmadığı için bu gökadalar çok ışık yaymıyorlardı, bu da onları tesbit etmeyi zorlaştırıyordu. Gökbilimciler bu gökadaların varlığını teyid etmek için yıllardır yeni teknikler geliştirmeyi deniyorlar. Arka fondaki ışık kaynaklarının tayflarında bulunan soğurma çizgileri varlıklarına işaret ediyordu. Bununla birlikte yeni çalışma sayesinde ilk kez bu nesnelerin doğrudan görülebildikleri belirlendi.
“Bir karanlık gökada tesbit etme problemine yaklaşımımız basitçe üzerine parlak bir ışık tutmaktı.” diye açıklıyor çalışmayı yürüten Simon Lilly (ETH Zürih, İsviçre). “Yakındaki ve çok parlak bir kuasardan yayılan mor-ötesi ışıkla aydınlatılan karanlık gökadalardaki parlayan gazı araştırıyorduk. Kuasardan gelen ışık gece kulübünde beyaz giysilerin üzerine gelen mor-ötesi lambaların onları aydınlatmasına benzer şekilde bu karanlık gökadaları aydınlatıyor.” [1]
Ekip Çok Büyük Teleskobun geniş ışık toplama alanından ve duyarlılığından yararlandı, karanlık gökadaların aşırı sönük ışıklarını tesbit etmek için de çok sayıda uzun poz süresine sahip görüntü alındı. Parlak kuasar [2] HE 0109-3518’in etrafındaki bölgede yoğun ışımaya maruz kaldığında mor-ötesi ışık yayan hidrojen gazını görüntülemek için FORS2 aygıtı kullanıldı. Evrenin genişlemesinden dolayı, ışık VLT’ye ulaştığında aslında mor rengin gölgesi gibi gözleniyor. [3]
“Karanlık gökadaların ışımalarını tesbit etmek için yıllardır yapılan girişimlerden sonra, sonuçlarımız kullandığımız yöntemle daha önce görülemeyen bu gizemli nesneleri keşfettiğimizi ve üzerinde çalışabildiğimizi gösteriyor,” diyor çalışmanın yürütücüsü Sebastiano Cantalupo (Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz.)
Ekip kuasardan birkaç milyon ışık-yılı uzaklıkta yer alan neredeyse 100 kadar gaz nesne tesbit etti. Kuasardan gelen ışıkla, gökadaların içinde bulunan yıldızların neden olduğu ışımayı ayırt etmeye yarayan dikkatli analizlerden sonra, sayı 12’ye kadar sınırlandırıldı. Bunlar şimdiye kadar erken evrendeki karanlık gökadaların tesbitine dair en ikna edici tesbitlerdir.
Gökbilimciler karanlık gökadaların bazı özelliklerini de tesbit edebildiler. Gökaların içerdiği gazın kütlesinin yaklaşık 1 milyar Güneş kütlesinde olduğu tahmin ediliyor, erken evrendeki gaz-zengini, düşük kütleli gökadalar için tipik bir özellik. Bu gökadalardaki yıldız oluşum etkinliğinin ise kozmik zamanda bulunan normal yıldız oluşumunun gerçekleştiği benzer safhadaki gökadalara göre 100 kat daha az olduğu tahmin ediliyor. [4]
“VLT ile yaptığımız gözlemler yoğun ve tekil karanlık bulutların varlığına kanıtlar sağladı. Bu çalışma ile, gökada oluşumunun anlaşılması güç erken aşamalarının ve gökadaların gazlarını nasıl temin ettiklerine dair anlayışımız ve bunu açığa çıkarabilmemiz konusunda önemli ilerlemeler kaydettik,” diye sonlandırıyor Sebastiano Cantalupo.2013 yılında VLT üzerinde kullanılacak olan MUSE toplam alan tayf-ölçeri bu nesneleri araştırmak için oldukça güçlü bir araç olacak.
Notlar:
[1] Floresans bir ışık kaynağı tarafından aydınlatılan bir maddenin yaydığı ışıktır. Çoğu durumda, yayılan ışığın dalgaboyu, ışık kaynağından çıkan ışığın dalgaboyundan daha uzundur. Örneğin floresan lambalar — bizim göremediğimiz — mor-ötesi ışığı görünür ışığa dönüştürür. Floresanlar bazı bileşiklerde doğal olarak bulunur, örneğin kayalar veya minerallerde, fakat aynı zamanda beyaz giysilerin gün ışığında daha parlak görünmesi için de deterjanlarda kasten floresans içerikli kimyasallar kullanılmaktadır.
[2] Kuasarlar oldukça parlak, güçlerini merkezlerinde yer alan süper-kütleli karadeliklerden aldıkları düşünülen uzak gökadalardır. Parlaklıkları onları çevrelerindeki bölgede bulunan ilkel gazdan oluşmuş ilk yıldız ve gökadaların tesbit edilmesini sağlayan uyarı ışığı haline getirmektedir.
[3] Hidrojenden kaynaklanan ışımaya Lyman-alfa ışıması denmektedir, ve hidrojen atomlarında bulunan atomların en düşük ikinci enerji seviyesinden en düşük enerji seviyesine düşmesiyle üretilir. Mor-ötesi ışığın bir türüdür. Evren genişlediğinden dolayı, nesnelerden gelen ışığın dalgaboyu uzayda yol aldığı süre boyunca uzamaktadır. Kırmızı gözlerimize en uzun dalboylu ışık olarak görünür, bu işlem dalgaboyunda tayfın kırmızı ucuna olan bir kaymadır — bu nedenle kırmızıya kayma olarak adlandırılır. HE 0109-3515 kuasarının kırmızıya kayma değeri z = 2.4’tür, ve karanlık gökadalardan gelen mor-ötesi ışık tayfın görünür bölgesine kaymıştır. Floresans ışığın kırmızıya kaydığı ışığın özel bir dalgaboyunu ayırt etmek için özellikle bir dar-bant filtre tasarlanmıştır. Filtre z=2.4 oranında (mor rengin gölgesine karşılık gelmektedir) kırmızıya kayan ve sadece 4 nanometre band geçişine sahip olan Lyman-alfa ışınımını yakalamak için 414.5 nanometre civarında merkezlenmiştir.
[4] Yıldız oluşum etkinliği yeni oluşan yıldızların kütlesinin yıldızları oluşturan gazın kütlesinden fazla olmasıdır. Bu nesnelerdeki gazın yıldızlara dönüşmesi için 100 milyar yıldan fazlasına ihtiyaç duydukları tesbit edilmiştir. Bu sonuç az miktarda metal yoğunluğuna sahip olmaları sonucunda yüksek kırmızıya kaymalı gaz-zengini düşük kütleli halelerin (gaz küresi) oldukça düşük yıldız oluşumuna sahip olacağını öngören son çalışmalarla uyum göstermektedir.
Bu araştırma Monthly Notices of the Royal Astronomical Society adlı dergide "Detection of dark galaxies and circum-galactic filaments fluorescently illuminated by a quasar at z=2.4" başlıklı bir makale olarak yayınlanmıştır.Araştırma ekibinde Sebastiano Cantalupo (Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz, ABD), Simon J. Lilly (ETH Zürih, İsviçre) ve Martin G. Haehnelt (Kavli Evrenbilim Enstitüsü, Cambridge, İngiltere) bulunmaktadır.
Kaynak : ESO Basın Açıklaması / Bilim Bülteni (11 Temmuz 2012)
Sponsorlu Bağlantılar

İlk kez görüntülenen koyu galaksiler.
Şimdiye kadar varlıkları sadece teorilerle tahmin edilen, gözlenemeyen ve gökada oluşumunun erken bir dönemine işaret eden karanlık gökadalar ilk kez görüntülendi. Aslında bu nesneler yıldızları olmayan gaz-zengini gökadalardır. ESO’nun Çok Büyük Teleskobunu kullanan uluslararası bir ekip bulunması zor bu nesneleri bir kuasar tarafından aydınlantılmaları sayesinde tesbit etti.
Karanlık gökadalar erken evrendeki yıldız oluşturma konusunda oldukça yetersiz, küçük, gaz zengini gökadalardır. Varlıkları gökada oluşumu teorileriyle tahmin edilmekte ve yıldızlarla dolu günümüz parlak gökadalarının temel taşları oldukları düşünülmektedir. Gökbilimciler sahip olduklar gazın çoğuyla büyük gökadaları beslediklerini ve bunun da günümüzde var olan yıldızları oluşturduğunu düşünüyor.
Yıldızları olmadığı için bu gökadalar çok ışık yaymıyorlardı, bu da onları tesbit etmeyi zorlaştırıyordu. Gökbilimciler bu gökadaların varlığını teyid etmek için yıllardır yeni teknikler geliştirmeyi deniyorlar. Arka fondaki ışık kaynaklarının tayflarında bulunan soğurma çizgileri varlıklarına işaret ediyordu. Bununla birlikte yeni çalışma sayesinde ilk kez bu nesnelerin doğrudan görülebildikleri belirlendi.
“Bir karanlık gökada tesbit etme problemine yaklaşımımız basitçe üzerine parlak bir ışık tutmaktı.” diye açıklıyor çalışmayı yürüten Simon Lilly (ETH Zürih, İsviçre). “Yakındaki ve çok parlak bir kuasardan yayılan mor-ötesi ışıkla aydınlatılan karanlık gökadalardaki parlayan gazı araştırıyorduk. Kuasardan gelen ışık gece kulübünde beyaz giysilerin üzerine gelen mor-ötesi lambaların onları aydınlatmasına benzer şekilde bu karanlık gökadaları aydınlatıyor.” [1]
Ekip Çok Büyük Teleskobun geniş ışık toplama alanından ve duyarlılığından yararlandı, karanlık gökadaların aşırı sönük ışıklarını tesbit etmek için de çok sayıda uzun poz süresine sahip görüntü alındı. Parlak kuasar [2] HE 0109-3518’in etrafındaki bölgede yoğun ışımaya maruz kaldığında mor-ötesi ışık yayan hidrojen gazını görüntülemek için FORS2 aygıtı kullanıldı. Evrenin genişlemesinden dolayı, ışık VLT’ye ulaştığında aslında mor rengin gölgesi gibi gözleniyor. [3]
“Karanlık gökadaların ışımalarını tesbit etmek için yıllardır yapılan girişimlerden sonra, sonuçlarımız kullandığımız yöntemle daha önce görülemeyen bu gizemli nesneleri keşfettiğimizi ve üzerinde çalışabildiğimizi gösteriyor,” diyor çalışmanın yürütücüsü Sebastiano Cantalupo (Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz.)
Ekip kuasardan birkaç milyon ışık-yılı uzaklıkta yer alan neredeyse 100 kadar gaz nesne tesbit etti. Kuasardan gelen ışıkla, gökadaların içinde bulunan yıldızların neden olduğu ışımayı ayırt etmeye yarayan dikkatli analizlerden sonra, sayı 12’ye kadar sınırlandırıldı. Bunlar şimdiye kadar erken evrendeki karanlık gökadaların tesbitine dair en ikna edici tesbitlerdir.
Gökbilimciler karanlık gökadaların bazı özelliklerini de tesbit edebildiler. Gökaların içerdiği gazın kütlesinin yaklaşık 1 milyar Güneş kütlesinde olduğu tahmin ediliyor, erken evrendeki gaz-zengini, düşük kütleli gökadalar için tipik bir özellik. Bu gökadalardaki yıldız oluşum etkinliğinin ise kozmik zamanda bulunan normal yıldız oluşumunun gerçekleştiği benzer safhadaki gökadalara göre 100 kat daha az olduğu tahmin ediliyor. [4]
“VLT ile yaptığımız gözlemler yoğun ve tekil karanlık bulutların varlığına kanıtlar sağladı. Bu çalışma ile, gökada oluşumunun anlaşılması güç erken aşamalarının ve gökadaların gazlarını nasıl temin ettiklerine dair anlayışımız ve bunu açığa çıkarabilmemiz konusunda önemli ilerlemeler kaydettik,” diye sonlandırıyor Sebastiano Cantalupo.2013 yılında VLT üzerinde kullanılacak olan MUSE toplam alan tayf-ölçeri bu nesneleri araştırmak için oldukça güçlü bir araç olacak.
Notlar:
[1] Floresans bir ışık kaynağı tarafından aydınlatılan bir maddenin yaydığı ışıktır. Çoğu durumda, yayılan ışığın dalgaboyu, ışık kaynağından çıkan ışığın dalgaboyundan daha uzundur. Örneğin floresan lambalar — bizim göremediğimiz — mor-ötesi ışığı görünür ışığa dönüştürür. Floresanlar bazı bileşiklerde doğal olarak bulunur, örneğin kayalar veya minerallerde, fakat aynı zamanda beyaz giysilerin gün ışığında daha parlak görünmesi için de deterjanlarda kasten floresans içerikli kimyasallar kullanılmaktadır.
[2] Kuasarlar oldukça parlak, güçlerini merkezlerinde yer alan süper-kütleli karadeliklerden aldıkları düşünülen uzak gökadalardır. Parlaklıkları onları çevrelerindeki bölgede bulunan ilkel gazdan oluşmuş ilk yıldız ve gökadaların tesbit edilmesini sağlayan uyarı ışığı haline getirmektedir.
[3] Hidrojenden kaynaklanan ışımaya Lyman-alfa ışıması denmektedir, ve hidrojen atomlarında bulunan atomların en düşük ikinci enerji seviyesinden en düşük enerji seviyesine düşmesiyle üretilir. Mor-ötesi ışığın bir türüdür. Evren genişlediğinden dolayı, nesnelerden gelen ışığın dalgaboyu uzayda yol aldığı süre boyunca uzamaktadır. Kırmızı gözlerimize en uzun dalboylu ışık olarak görünür, bu işlem dalgaboyunda tayfın kırmızı ucuna olan bir kaymadır — bu nedenle kırmızıya kayma olarak adlandırılır. HE 0109-3515 kuasarının kırmızıya kayma değeri z = 2.4’tür, ve karanlık gökadalardan gelen mor-ötesi ışık tayfın görünür bölgesine kaymıştır. Floresans ışığın kırmızıya kaydığı ışığın özel bir dalgaboyunu ayırt etmek için özellikle bir dar-bant filtre tasarlanmıştır. Filtre z=2.4 oranında (mor rengin gölgesine karşılık gelmektedir) kırmızıya kayan ve sadece 4 nanometre band geçişine sahip olan Lyman-alfa ışınımını yakalamak için 414.5 nanometre civarında merkezlenmiştir.
[4] Yıldız oluşum etkinliği yeni oluşan yıldızların kütlesinin yıldızları oluşturan gazın kütlesinden fazla olmasıdır. Bu nesnelerdeki gazın yıldızlara dönüşmesi için 100 milyar yıldan fazlasına ihtiyaç duydukları tesbit edilmiştir. Bu sonuç az miktarda metal yoğunluğuna sahip olmaları sonucunda yüksek kırmızıya kaymalı gaz-zengini düşük kütleli halelerin (gaz küresi) oldukça düşük yıldız oluşumuna sahip olacağını öngören son çalışmalarla uyum göstermektedir.
Bu araştırma Monthly Notices of the Royal Astronomical Society adlı dergide "Detection of dark galaxies and circum-galactic filaments fluorescently illuminated by a quasar at z=2.4" başlıklı bir makale olarak yayınlanmıştır.Araştırma ekibinde Sebastiano Cantalupo (Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz, ABD), Simon J. Lilly (ETH Zürih, İsviçre) ve Martin G. Haehnelt (Kavli Evrenbilim Enstitüsü, Cambridge, İngiltere) bulunmaktadır.
Kaynak : ESO Basın Açıklaması / Bilim Bülteni (11 Temmuz 2012)

ESO - Avrupa Güney Gözlemevi (European Southern Observatory)
















