Samanyolu Galaksisi

Samanyolu Galaksisi

SPİRAL YAPININ AÇIKLANMASI

Spiral kolların varlığı yılladır astronomları şaşırtmıştır Birçok Galaksi H II bölgeleri ve O, B yıldızlarının bulunduğu yay şeklindeki kollara sahiptir Spiral kollar farklı görünüşlere sahiptir Bazı galaksiler flocculent (topaklanmış) spiraller olarak isimlendirilirler bunlarda spiral kollar geniş, karışık ve belirgin değildir Bazı galaksilerde ise bu kollar ince ve çok belirgindir Bu spiral kolların görünüşünden şu söylenebilir; Bir Galaksinin spiral yapısının ortaya çıkması için birden fazla mekanizma olmalıdır

"Kendini Besleyen Yıldız Oluşumu" teorisi ve Galaksinin diferansiyel rotasyonu da göz önünde bulundurulursa, spiral kolların nasıl oluştuğu şu şekilde açıklanabilir Başlangıç da spiral kollara sahip olmayan bir galaksi diskinin herhangi bir yerdeki yoğun yıldızlararası bulutta yıldız oluşumunun başladığnı düşünelim Bu bulutta sıcak, kütleli yıldızlar oluşur oluşmaz bunların yaydığı radyasyon, gazda ilave bir yıldız oluşumunu başlatarak civarındaki bulutsuyu sıkıştırır Bu büyük kütleli yıldızlarda, sonunda süpernova patlaması olur Bu süpernova patlaması ile yayılan şok dalgaları yıldız oluşumunu destekleyen yıldızlararası ortamı sıkıştırır Yıldız oluşumu bölgeleri büyüdükçe, Galaksinin diferansiyel rotasyonu iç kısımları dış kısımlara doğru iter Böylelikle, O, B yıldızlarının kümelenmesi ve parlayan bulutsu, bir spiral kol oluşumuna neden olur

Yıldız oluşumlarının çoğalması ile meydana gelen spiral kollar bir galaksiyi gelişigüzel bir şekilde, boydan boya kuşatır Spiral kolların ufak tefek parçaları ancak genç yıldızların oluştuğu bölgelerde görülürken, büyük kütleli yıldızların öldüğü diğer bölgelerde görülmezler

Böylece Galaksiler çok belirgin olmayan spiral kolları ile düzensiz bir görünüşe sahiptirler Düzenli görünüşe sahip diğer Galaksilerin spiral yapısını açıklamak için ise alternatif başka bir görüş vardır

YOĞUNLUK DALGALARI
1920 li yıllarda Lindblad bir Galaksideki spiral kolların, yıldızlar arasında hareket eden sürekli bir yapıya sahip olduğunu önerdi Örneğin, okyanustaki dalgalar su yüzeyini bir baştan öbür başa hareket ettirirken, tek tek su moleküllerinde küçük daireler halinde aşağı yukarı hareket ederler Esasında suyu bir baştan öbür başa kat eden dalgalardır Su molekülleri ise dalgalar ile birlikte hareket eder Lindbland, Bu benzetmelerden yola çıkarak, spiral yapının yoğunluk dalgaları ile açıklanabileceğini ileri sürdü

Bu yoğunluk dalga teorisi 1960 lı yıların ortalarında Amerikalı Astronomlar Lin ve Shu tarafından ayrıntılı bir şekilde hazırlandı ve matematiksel olarak ifade edildi Lin ve Shu, bir Galaksinin diski içersinden geçen yoğunluk dalgalarının, geçici olarak bir madde birikimine sebep olabileceği üzerinde durdularBu sebepten, bir spiral kol, maddenin geçici olarak artması veya sıkışması şeklinde yorumlanabilir

Bir Galakside bir yoğunluk dalgasının etkisinin nasıl gösterdiğini daha iyi anlamak için okyanus örneğini bir kere daha gözden geçirelim Eğer su moleküllerine dışarıdan bir etki yapılmamışsa okyanusun yüzeyi çarşaf gibi olur Fakat su molekülleri sürekli pertürbasyon olarak isimlendirilen rüzgar gibi tedirginliklerden etkilenir Bu pertürbasyon sonucu sudaki moleküller birbirlerini iterek bir su dalgasını oluşturur Okyanus yüzeyindeki bu su molekülleri küçük eliptik yörüngelerde hareket ederler Bu durum (Şekil 4a) da görülebilir Bir Galaksideki, yıldızlar birbirlerinden çok büyük uzaklıklarda bulunduğundan dolayı yıldızlar arasında çarpışmalar olmaz Bununla beraber, birbirlerini çekimlerinden dolayı etkiler Su veya ses dalgalarında moleküler kuvvetler moleküllerin hareketlerini etkilerler Bir Galakside ise, çekim kuvveti yıldızlar arasındaki etkileşimlere neden olur Bu yıldızın Galaksi merkezi etrafındaki yörüngesi daire ye yakındır Fakat Galaksideki madde, yıldızın yörüngesinden sapmasına neden olan küçük gravitasyonel pertürbasyonlar meydana getirir

Bir su molekülünün okyanus yüzeyinde yükselip alçalması gibi yıldız da bozulmamış yörüngesi etrafında ileri geri salınımlarda bulunur Lindbland bu salınım (osilasyon) ları, küçük bir epicycle ile açıklamıştır Bu (Şekil 4b) den görülebilir Epicycle orjinal yörüngesi boyunca saat yönünde hareket ederken, yıldız epicycle civarında saat yönünün tersinde hareket eder Sonuç da yıldızın yörüngesi, hareket halinde elipse benzer bir eğri olur Doğal olarak, bu yıldızın gravitesi diğer yıldızların hareketini etkiler Bu gravite etkisi, bir yıldız yörüngesinden diğerine doğru yayılan "Kinematik Dalga" olarak isimlendirilen bir dalga tedirginliği yaratır

Kalnajs, (Şekil 4b) de önerildiği gibi yıldızların eliptik yörüngelerinin rastgele yönlenmediğini, bunun yerine yörüngeler arasında sıkı bir ilişkinin var olduğunu önerdi Çünkü her bir eliptik yörünge komşu diğer yörüngeye belli bir açı ile meyillidir ve sonuç da (Şekil 4b) de gösterildiği gibi spiral bir yapı ortaya çıkar Bu spiral yapı, elips yörüngelerin birbirine en yakın olduğu yerlerde ortaya çıkar Yıldız sayısının geçici artışı yıldızlararası gaz ve toz da büyük bir etki yaratırYıldızların çoğalması spiral kolda gravitasyonel çekimin artmasına sebep olur Bu gravitasyonel kuvvet, yavaş hareket eden büyük kütleli yıldızlar üzerinde hemen hemen bir etki yapmaz Bununla beraber yıldızlararası ortamdaki hafif atomlar ve moleküller, gravitasyonel çekime uğrayarak bir yoğunluk dalgası tepesi oluştururlar Kalnajsın spiral yapı modeline göre, yoğunluk dalgaları galaksideki madde içersinde yıldızların hareketinden daha yavaş olarak aşağı yukarı 30 km/sn hız ile hareket eder Bununla birlikte, yıldızlararası gaz, 10 km/sn (bu yıldızlararası ortamda ses hızıdır) bir hız ile küçük bir sıkışma meydana getirebilir Bu meydana gelen yoğunluk dalgası süpersoniktir Çünkü yıldızlararası gazdaki hızı, bu gazdaki ses hızından daha büyüktür Yoğunluk dalga teorisi düzenli spiral yapıların birçok özelliğini açıklar Spiral yoğunluk dalgaları galakside hızla ilerleyerek ölen yıldızlardan arta kalan gaz ve tozları bir nebula haline sıkıştırarak yeni yıldızların oluşmasına neden olur Yaşlı yıldızların ölümünden geriye kalan madde ağır elementler bakımından zenginleştiği için yeni oluşan yıldızlar metal bakımından zengindir Galaksideki spiral yapı hakkındaki tüm problemler çözülememiştir Birçok Astronom yoğunluk dalga teorisinin doğru bir teori olduğunu savunmaktadır Fakat yine de bu teori ile ilgili bazı tereddütler var Örneğin; bu yoğunluk dalgaları, yıldızlararası gaz ve tozu sıkıştırmak için büyük bir enerji harcarlar Yoğunluk dalgalarının yayılması için devamlı, bir enerjinin takviye edilmesi gerekir Bu enerjinin nereden geldiği pek anlaşılamamıştır Ancak Galaksilerin çekirdekleri, bu enerjinin geldiği yerler olarak görülebilir Başka bir olasılık ta, iki Galaksinin çarpışmasıdır İki Galaksi birbiri ile çarpıştığında, Galaksi bir spiral yapıyı meydana getirecek şekilde diğerini etkiler

GALAKSİMİZİN MERKEZİ
Galaksimizin merkezi (Şekil 5), Sagitarius (Sgr A) olarak bilinmektedir New Mexicodaki VLA radyo teleskobu ile elde edilen ayrıntılı radyo görüntülerinden Sgr A nın iki koldan ibaret olduğu görülmüştür Sgr A Batı ve Sgr A Doğu (Şekil 6) SgrA Batı, termik diğeri ise termik olmayan radyasyon yayınlar Termik kısımda iyonlaşmış hidrojen vardır Bu iyonlaşmış gazın sebebi anlaşılamamıştır Bunu açıklayabilen iki mekanizma ileri sürülmüştür Sıcak O, B yıldızları ve Galaksi merkezindeki çok yüksek bir enerji kaynağı Ayrıca, Sgr A batı kolunun merkezinde termik olmayan çok küçük bir kaynak tespit edilmiştir Buna Sgr A* denmektedir ve bunun Galaksimizin merkezi olduğu iddia edilmektedir Bununla birlikte kızılötesi uydusu (IRAS) ile elde edilen gözlemlerden, IRS16 kaynağının da Galaksimizin merkezi olduğu ileri sürülmektedir Sgr A* ile IRS 16 arasındaki açısal uzaklık birkaç yay saniyesi mertebesindedir Bugün için Galaksi merkezinin Sgr A* mı yoksa IRS 16 mı olduğu hala tartışılmaktadır Bu gözlemlerden, Galaksimizin merkezinin bir spiral yapıya sahip olduğu anlaşılmıştır Merkezdeki bu spiral yapının Galaksimizin spiral yapısı ile bir ilgisi yoktur Galaksi merkezinden itibaren 2 ila 8 pc arasında moleküllerin bulunduğu bir disk bölgesi vardır Bu bölgeye “Molekül diski” denir Merkezden itibaren 700 pc uzaklıktaki ekseni etrafında hızla dönen bir “Çekirdek disk” vardır

Gerek merkezdeki spiral yapının oluşumunu açıklayabilen, gerekse yüksek hızlı gaz ve tozu Galaksi merkezi etrafında tutan birşey olmalı, yapılan dinamik hesaplardan 2 x 106 Güneş kütlesindeki bir cisim, bu gazın yıldızlararası uzaya uçup gitmesini engellediği ileri sürülmüştür Bu da kompakt süper kütleli bir karadeliktir Diğer birçok Galaksinin çekirdeklerinde de meydana gelen olağanüstü aktiviteyi keşfeden astronomlar, bu Galaksilerin merkezlerinde süper kütleli bir karadeliğin olabileceğini söylemektedirler

Galaksimizin merkezinde 511 Kev ve 18 Mev mertebesinde Gama enerjisinin geldiği tespit edilmiştir Bu 18 Mev lik Gama enerjisi Al26 nın bozulmasına karşılık gelmektedir Al26 ağır bir elementtir ve süpernova patlaması sırasında meydana gelebilir O halde Galaksimizin merkezinde bir süpernova patlaması olmuştur ve büyük bir olasılıkla patlama sonucunda da bir karadelik meydana gelmiştir

Bununla birlikte, birçok astronom Galaksimizin merkezinde süper kütleli bir karadeliğin olabileceği fikri ile uyum içinde değildir Buna delil olarak, Galaksi merkezinin kızılötesi bir görüntüsünü elde eden Avustralyalı astronom Allen, süperkütleli bir karadeliğin varlığını gösteren birşey görememişti

Bugün için astronomlar hala Galaksi merkezini daha iyi anlamak için araştırmalarını sürdürmektedirler Önümüzdeki yıllarda Dünya yörüngesine oturtulacak astronomik amaçlı uydular ile Galaksimizin merkezi ile ilgili gizemler ortaya çıkarılabilecek mi göreceğiz