Bu yazıda size cüce gökadalardan sözedeceğim. Geniş anlamda bu konuda bilgi vermeden önce ABD'nin bilim medyasında üç gün önce çıkan ve Segue-I cüce gökadasında yapılan bir araştırmayı sunmak istiyorum.

Hem bu araştırmayı yapan hem de bu konuda uzmanlaşmış Yale üniversitesi gökbilimcilerinden Marla Gehu'nun fotoğrafını ilk fotoğraf olarak koydum. Nedeni de hem bu kadar genç, hem de bu kadar güzel olan bir çok araştırmacı var, acaba kızlarımız özenir mi diye düşünerek.

Dr. Marla Gehu

Segue-1 Cüce Gökadası

Bu araştırmayı, üç fotoğrafı birleştirerek ve üzerinde çalışmayı özetleyerek medya vermişti. Ben de bu fotoğrafı türkçeleştirerek aşağıda size aktarıyorum. Fotoğafa tıkladığınızda gerçek boyutu ile görebilirsiniz. Araştırmacılar 10 metrelik Keck teleskobunun odağına ayırma gücü çok yüksek DEIMOS tayfçekerini bağlayarak Segue-I cüce gökadasının yıldızlarının tayfını alarak onların hızını ölçüyorlar. O gökadaya ait yıldızların hızları hemen hemen aynı olacağından bu şekilde Samanyolu'na ait yıldızlardan görüntüyü temizliyebiliyorlar. Yine ölçülen hızlardan Segue-I'in kütlesini bulabiliyorlar. Bu gökadaya ait yaklaşık 1000 sönük yıldız saptıyorlar. Resimdeki son fotoğrafa baktığınızda gerçekten ne denli karanlık bir gökada olduğu görülüyor. Hiç gaz ve toz yok ve topu topu 1000 yıldızı var ve çok karanlık. İşte karanlığın kalbi derken sadece bunu kastetmiyorlar, başka karanlık noktalar da var.

Marla Gehu ve arkadaşlarının yaptığı çalışmayı özetleyen açıklama.

Karanlık Madde

Yukarıda yıldızların ölçülen hızlarından gökadanın kütlesini gökbilimciler buluyor demiştim. İşte görülen yıldızlarının toplam kütlesinin 3400 katı kütlesi olduğu anlaşılıyor. Demek ki görünen yıldızlarının sönük olmasından değil, bol miktarda kara madde içerdiği için ona “Karanlığın Kalbi” diyorlar. Segue-I, bugüne kadar bulunan cüce gökadalar içinde en “Karanlık” olanı. Marla ve arkadaşları Sloan Sayısal Gökyüzü Taraması (SDSS) ve Keck teleskobunu kullanarak iki yıl önce en karanlık gökadayı zaten bulmuştu. O çalışmada ayrıca bu gökadaya ait yıldızların çoğu aynı hızı gösterirken, yine aynı gökadaya ait ama farklı hız gösteren yıldızların Segure-I'e çok yakın ve yıldızca zengin Sagittarius cüce gökadasından çalındığını da bulmuşlardı. Aynı konuda çalışan başka bir grup bu düşünceyi kabul etmedi ve eleştirmişti. Bunun üzerine Marla ve çalışma grubu tekrar Keck teleskobunun başına geçerek daha iyi bir kanıt aramaya başladılar. Gökada üyeleri Samanyolu'na göre ortalama 209 km/s hızla hareket ederken, bazı Segue-I yıldızları daha yavaş (194 km/s), bazıları ise daha hızlı (224 km/s) hareket ediyordu. İşte bu bulgu, Segue-I'in çok fazla kütleye sahip olduğunu ve yıldızlarını ivmelendirerek bu hıza çıkarttığı sonucuna vardılar. Bulunan kütle değeri 600 000 güneş kütlesine eşitti, halbuki gözlenen yıldızların sayısı 1000 yöresinde ve hepsinin de kütlesi yaklaşık bizim güneşimiz kütlesinde. Geriye kalan görünmeyen tüm kütle, kara maddeye aitti.

Bir çift kara madde parçacığının çarpışarak birbirini yok etmesi sonucu zayıf bir gama-ışın parlaması bekliyor kuramsal çalışan fizikçiler. İşte bunu denemek için Segue-I ideal bir gökada ve bugün bir grup araştırmacı uzayda gözlem yapan Fermi Gama-Işın teleskobunu kullanarak bu parlamayı gözlemek için çalışyorlar.

Fornax cüce gökadasının fotoğrafı. 460 000 ışık yılı uzaklıkta ve en önemli özelliği içinde altı tane küresel küme barındırmasıdır.

Segue-I ve Yaşlı Yıldızları

Alınan tayfların incelenmesi sonucu ilginç bir sonuç daha ortaya çıktı. O da gökadanın tüm yıldızları yaşlıydı. Yıldızların yaşlı veya genç oluşu tayflarındaki metal çizgilerinden anlaşılır. Metal çizgileri şiddetli ise genç, zayıf veya hiç yoksa yaşlıdır. Gökbilimde hidrojen ve helyum dışındaki elementlerin hepsine birden metal dendiğini de anımsatalım. Bu yıldızlar gökadanın ilk gaz ve toz bulutundan oluşmuş ve metalce çok fakirdi. Tayfı alınan yedi yıldızdan üçündeki demir miktarı Güneşteki demir miktarından 2500 kez daha azdı. Samanyolunda milyarlarca yıldız içinde metali bu kadar az ancak 30 tane yıldız bulunmuştu. Dolayısıyla bu ilk oluşan yıldızları çalışmak için cüce gökadalar biçilmiş kaftandı.

Samanyolunun uydusu olan ve bugüne kadar bulunan cüce gökadaların adları ve keşif yılları.

Cüce Gökadalar

Bu kavram genellikle küçük, birkaç milyar yıldızdan oluşmuş gökadaları tanımlamak için kullanılır. Bugün 200-400 milyar yıldızdan oluşmuş bizim Samanyolu'nu düşündüğümüzde birkaç milyar doğal olarak çok küçük kalır. Bu yazıda sözünü edeceğim cüce gökadalar Samanyolu'nun uydu gökadalarıdır. Andromeda gökadasının fotoğraflarına baktığınızda da onun hemen iki uydu gökadası olduğunu görürsünüz. Güney yarımküreden gözüken ve çok önceden bu yana bilinen Büyük (LMC) ve Küçük (SMC) Magellan Bulutları birer cüce gökada olup Samanyolu'nun uydularıdır yani onun çevresinde dönerler. LMC bizden tam olarak 160 000 ışık yılı uzaklıktadır. Son zamanlarda yapılan tarama gözlemlerine kadar Samanyolu çevresinde dönen sadece 11 cüce gökada biliniyordu. SLOAN taraması sonucu 14 tane daha bulundu ve toplam 25 oldu. Son iki yılda çok daha büyük teleskoplarla yapılan taramalar çok daha sönük yıldızları görebileceği için bu sayının artması beklenmektedir. Yapılan hesaplara göre 70-500 arası cüce gökada Samanyolu'nun çevresinde dolanmaktadır.

Yazıda sözünü ettiğimiz cüce gökadaların Samanyolu çevresindeki konumlarını veren üç boyutlu resim.

Gökbilimciler ilk önceleri bunları küresel küme olarak algılamışlar ama daha sonra fizik özellikleri ortaya çıkınca bizim gökadamızın dışında olduğu anlaşılmış. Diğer bazı gökbilimciler ise Samanyolu içinde yer alan büyük küresel kümelerin zamanında cüce gökada olduğunu savunur. Bunların içinde en bilineni Omega Centauri kümesidir. Dış kısımlarındaki yıldızlarını kaybetmiş ve sadece çekirdek bölgesi kaldığını, hatta bu çekirdekte bir de kara delik olduğunu ileri sürerler. Samanyolu'nun uydusu olan tüm cüce gökadaların bizim çok büyük gökadamızın çekim kuvveti ile sisteme bağlanmış olduğu düşünülmektedir ve hepsi de çok erken oluşmuş gökadaların kalıntılarıdır.

Küresel kümeler ile cüce gökadaların farkları. Gökadaların boyutları büyük ve bazılarının salt parlaklıkları kümelerden sönüktür.

1937 yılında Harlow Shapley tarafından bulunan bu cüce gökadanın uzaklığı 290 000 ışık yılıdır. Bu gökadanın da yıldızlarında metal çok azdır ve ilk oluşan yıldızlardır.