Erken Evrendeki Galaksiler, Yıldızlardan Daha Az Yıldız Yapıcılardı

Gökada Sekstans A

Sextans A galaksisinin sahte renkli, çok dalga boylu bir görüntüsü. Kırmızı, tozun kızılötesi emisyonunu, mavi hidrojen atom gazının emisyonunu ve yeşil, yeni oluşan yıldızların yarattığı uzak ultraviyole emisyonunu gösterir. (İmaj kredisi: Yong Shi)



Big Bang'den hemen sonra galaksilerde meydana gelen yıldız oluşumu, bugün olduğu kadar verimli olmayabilir.



Yakınlardaki iki gökada, gökada oluşumuna açılan pencereler sağlamıştır. erken evren , yıldız oluşumunun bilim adamlarının şu anda düşündüğünden çok daha az olduğunu öne sürüyor. Hidrojen ve helyum dışındaki elementlerin düşük konsantrasyonları ile, nispeten yakın gökada toplulukları, evren ilk başladığında gelişenlere benzer. Bir gökbilimciler ekibi, Sextans A ve ESO 146-G14 galaksilerini inceleyerek, erken evrendeki yıldızların bugünkü yıldızlar kadar kolay oluşmadığı sonucuna vardı.

Çin'deki Nanjing Üniversitesi'nden baş araştırmacı Yong Shi, guesswhozoo.com'a e-posta yoluyla “Evrenin ilk zamanlarında, ilk yıldızlar Samanyolumuz gibi sarmal gökadalardan öğrendiklerimizden çok daha düşük verimlilikte oluşmuş olabilir” dedi. [ Galeri: Tüm Zamanların En İyi 65 Galaksisi (Fotoğraflar) ]



Bodur yıldız oluşumu

Galaksileri incelemek, zamanda geriye bakmayı içerir. Uzak bir nesneden ayrılan ışığın bir ışıkyılı mesafe kat etmesi bir yıl sürer, bu nedenle 10 ışıkyılı uzaklıktaki bir nesneyi incelemek, ışık onu 10 yıl önce terk ettiğinde onu gördüğünüz anlamına gelir.

Yaklaşık 14 milyar yıl önce oluşan ilk galaksiler, yaklaşık 14 milyar ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Bu onları ayrıntılı olarak gözlemlemeyi zorlaştırır.

Shi, “Tespit edilen yalnızca bir avuç çok erken galaksi var” dedi. 'Bu galaksilerin ayrıntılı özellikleri büyük ölçüde bilinmiyor, çünkü mevcut teleskoplar hala bu uzak galaksiler için yeterince güçlü değil.'



IBM T.J.'den Bruce Elmegreen'e göre. New York'taki Watson Araştırma Merkezi'nde, yıldız oluşum süreçlerinin, modern galaksilerde olduğu gibi erken galaksilerde de aşağı yukarı aynı olduğu düşünülüyor. Ancak, bu süreçler iyi anlaşılmamıştır.

Araştırmanın bir parçası olmayan Elmegreen, Shi'nin araştırmasının yanında ortaya çıkan bir perspektif parçası yazdı. İkisi bu hafta Nature dergisinde yayınlandı.

Uzun zaman önce yıldız oluşum oranlarını araştırmak için Shi ve ekibi, ESA'nın Herschel ve NASA'nın Spitzer kızılötesi uzay teleskoplarını benzer özelliklere sahip daha yakın galaksilere çevirdi. Sextans A, Samanyolu'ndan 4,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta yetersiz bir cüce düzensiz gökada iken, ESO 146-G14 73 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Ekip ayrıca NASA'nın GALEX Uzay Teleskobu arşivinden uzak ultraviyole görüntüleri kullandı.



Yeni oluşan yıldızlar, ışığın uzak morötesi dalga boylarında yayılır. Bu radyasyonun bir kısmı etraflarındaki toz tarafından emilebilir ve kızılötesinde yeniden yayılabilir. Yıldız oluşturan bölgeler, çevrelerindeki bölgelere kıyasla daha yüksek uzak morötesi ve kızılötesi yüzey parlaklıklarıyla karakterize edilir.

Ekip, iki galaksinin içinde yedi yıldız oluşturan bölge belirledi. Yıldızların, bugün galaksilerdeki yıldızların verimliliğinin onda birinden daha az bir oranda oluştuğunu keşfettiler ve bu da onları, ilk galaksilerdeki yıldız oluşumunun benzer şekilde bodur olabileceği sonucuna varmalarına yol açtı.

ESO 146-G14 gökadasının sahte renkli, çok dalga boylu bir görüntüsü. Kırmızı, tozun kızılötesi emisyonunu, mavi hidrojen atom gazı emisyonunu ve yeşil, yeni oluşan yıldızların yarattığı uzak ultraviyole emisyonunu gösterir.

ESO 146-G14 gökadasının sahte renkli, çok dalga boylu bir görüntüsü. Kırmızı, tozun kızılötesi emisyonunu, mavi hidrojen atom gazı emisyonunu ve yeşil, yeni oluşan yıldızların yarattığı uzak ultraviyole emisyonunu gösterir.(İmaj kredisi: Yong Shi)

Çok ağır olmayan metaller

Yaklaşık 14 milyar yıl önce Büyük Patlama meydana geldikten sonra, hidrojen erken evrene egemen oldu. Çekirdeklerinde diğer elementleri pişiren ve patlayıcı bir süpernova ölümüne maruz kaldıklarında onları evrene püskürten ilk yıldızların tek bileşeni olarak hizmet etti. Sonuç olarak, ilk galaksiler çoğunlukla hidrojen ve helyum içeriyordu ve gökbilimciler tarafından 'metaller' olarak bilinen çok az sayıda başka element vardı.

Galaksiler, güneşin veya süper-güneşin birkaç katından yaklaşık 1/50 güneşe kadar değişen çok farklı metalikliklere sahip olabilir.

Shi, 'Şu anki evrenimizdeki, Samanyolumuz gibi sarmal gökadalar, güneşe ait tipik bir metalliğe sahiptir' dedi. 'Bu galaksiler, gökbilimcilerin yıldız oluşum verimlilikleri hakkında öğrendikleri temeldir.' [ Samanyolu Hakkında Ne Kadar Biliyorsunuz? Testimizi Yapın ]

Sextans A ve ESO 146-G14'ün her ikisi de yakındaki diğer galaksilerin çoğundan daha düşük metalikliğe sahiptir. Her ikisi de 'normal' veya güneş metalikliği olarak kabul edilen şeyin yüzde 10'undan daha azına sahip. Bilim adamları, metaliklikleri bu kadar düşük olan sadece yaklaşık 100 galaksiyi biliyorlar.

Hem Shi hem de Elmegreen, gökadaların düşük metalikliğinin düşük yıldız oluşum oranlarını açıklayabileceğini söyledi.

Yıldızlar, yerçekimi nedeniyle bir gaz bulutu kendi içine çöktüğünde oluşur. Ancak bulut kasıldıkça ısınır.

Shi, “Çöküşün devam etmesi için ısının alınması gerekiyor” dedi. 'Metaller, ayrıca toz ve moleküler gaz, radyasyonla soğur.'

Açık Yıldız Kümesi Messier 50

Gözlemlenen ikisi ve erken evrendekiler gibi metallerden yoksun gökadalarda, gaz bulutları yeterince hızlı soğumayabilir ve bu da yıldız oluşumunu metallerin daha bol olduğu günümüzde olduğundan çok daha az verimli hale getirir.

Shi, bazı teorik modellerin erken evrende gözlemlenen galaksilere kıyasla çok fazla yıldız ürettiğini söyledi. Bunun nedeni, yıldız oluşumunda günümüzdeki galaksilerle aynı tür etkinliği üstlenmeleri olabilir. Yeni bulgular, düşük metalikliğin yıldızların doğumunu engellemede rol oynadığını gösteriyor.

Elmegreen, 'Yıldız oluşumu teorilerimizi değiştirmemiz gerekiyor, çünkü verimsizlikler doğru nedenle beklenmiyordu' dedi. 'Ayrıca, moleküllerin nasıl oluştuğuna dair teorilerimizi ve belki de galaksideki moleküler bolluk hakkındaki anlayışımızı değiştirmemiz gerektiği anlamına geliyor… Shi ve ark. sonuç şaşırtıcıydı, bu yüzden yapacak daha çok işimiz var.'

Bizi takip et @Spacedotcom , Facebook ve Google+ . Orijinal makale guesswhozoo.com .