Sarmal Bir Biçimde Olana Ne Ad Verilir

Galaksi (Gökada), milyonlarca, milyarlarca yıldızın, gezegenin, kara deliğin gazın ve tozun bir arada olduğu “evren adaları”dır. Yazımızda galaksileri ve galaksi türlerini detaylıca ele alıyoruz.

Her ne kadar günümüzde gelişen teknolojiyle yeni yıldızlar, galaksiler ve onların muhteşem görüntüleriyle karşılaşsak da, bundan henüz 200 yıl kadar önce evrende sadece bizim galaksimizin bulunduğunu, diğer tüm yıldızlarınsa Samanyolu’nun içerisinde olduklarını düşünüyorduk. Ancak yeni sayılabilecek çalışma yöntemleriyle gerçeğin perdesini aralamayı başardık.

Galaksi adı verilen yıldız grupları hakkındaki çalışmalar 1610 yılında Galileo Galilei tarafından yapıldı. Galileo teleskobunu gökyüzüne çevirdiğinde geceleri silik aydınlık bir şeride benzeyen bölgenin sayısız yıldız içerdiğini fark etti. 1700’lü yılların sonlarında spiral (sarmal) bulutsular keşfedildi ancak 150 yıl boyunca sarmal bulutsuların doğaları tam olarak anlaşılamadı.

1900’lü yılların başında Adriaan Ven Maanen keşfedilen yapıların gaz bulutları olduğunu düşündü. Üstelik elinde kanıtları da vardı. Birkaç gaz bulutunun periyodunu hesapladı ve bulutsuların galaksiler olamayacağını söyledi. Ancak diğer astronomlar bu veriyle çelişkili sonuçlar elde ediyorlardı.

1924 yılında Edwin Hubble keşfedilen bulutsuların galaksiler olduğunu iddia etti. Üstelik elinde daha keskin ve doğru veriler vardı. Keşfedilen bulutsuların üçünde cepheid değişkenleri buldu. Cepheid değişkenleri adı verilen bu değişken yıldızlar belirli zaman aralıklarında farklı ışınımlar yaparlar. Bu ışınımlarsa periyodik olarak birbirini takip eder ve astronomlar bu ışınım farkından yararlanarak bir yıldızın uzaklığını ölçebilirler.

Hubble’da yaptığı bu ölçümlerle spiral bulutsuların Samanyolu’ndan çok daha uzakta olduğunu belirledi. Bulutsu zannedilen gökcisimlerinin Samanyolu içerisindeki gaz bulutları değil, spiral galaksiler olduğunu böylece gösterdi. Bugün gerçeği biliyor olsak da, o dönemlerde konu hakkında pek çok farklı hipotez sunulmuştu. Bunun sebebini evrenin büyüklüğün anlama çabamız olarak niteleyebiliriz.

Edwin Hubble’ın keşfiyle evrende sadece Samanyolu’nun değil başka galaksilerinde olduğu bilgisi, evrendeki yerimizin anlaşılması ve sorgulanması açısından oldukça önemli bir sonuçtur. Bu sonucun aynı zamanda insanoğlunun evrenin büyüklüğünü anlama çabasına büyük katkısı olmuştur. Dilerseniz galaksileri daha iyi tanımak için biraz daha ayrıntıya girelim.

Galaksi (Gökada) Nedir?

Galaksiler, kütle çekim kuvvetiyle birbirine bağlı olan yıldızların, gaz-toz-plazmaların meydana getirdiği maddelerin ve henüz ne olduğunu bilmediğimiz karanlık maddenin oluşturduğu sistemlerdir. Yıldızlar gibi galaksiler de bir araya gelip gruplar oluştururlar. İçine aldığı galaksinin sayısına göre bir grubun fakir ya da zengin olduğu anlaşılabiliyor.

Örneğin Samanyolu, Andromeda, Triangulum (Üçgen) ve Macellan Bulutları, yaklaşık 30 galaksiden oluşan bir grupta yer almaktadır. Bizim galaksimizin de içinde yer aldığı bu gruba “Yerel Grup” adı veriliyor. Grubun en büyük galaksisi Andromeda iken galaksimiz Samanyolu ikinci sırada. Üçüncü sırada ise Triangulum Galaksisi geliyor. Grubumuzdaki diğer galaksilerin tümü ise “cüce galaksi” olarak niteleniyorlar.

Gelelim bugün ki bilgilerimize… Edwin Hubble’ın gözlemleri ve çalışmaları galaksiler hakkındaki modern bilgilerimize temel oluşturdu ve bunu bir üst kademeye taşıdı. Kendi zamanına kadar ki tüm çalışmaları bir araya getirip incelediğinde galaksilerin belirli şekilleri ve yapıları olduğunu farketti. Galaksilerin fizyolojik özelliklerini ele alarak belirli bir sınıflandırma yaptı. Hubble’ın yaptığı bu sınıflandırma yöntemine “Hubble diyapazon diyagramı” ismi verilir ve hala geçerliliğini korumaktadır. Hubble, galaksileri 3 farklı grupta topladı. Daha yakın zamanlarda ise astronomlar bu gruplara uymayan yeni bir grup daha keşfettiler. O halde Hubble’ın galaksileri sınıflandırmalarıyla devam edelim.

Galaksi (Gökada) Türleri

Eliptik galaksiler: Adından da anlaşılacağı üzere eliptik şekle sahip galaksilerdir. Dünyaya dik açıda olan eliptik bir galaksi bir Amerikan futbol topu gibi görünür. Yaşlı yıldızlardan meydana gelirler ve az miktarda gaz ve toz bulutu içerirler.

Galaksi kümelerinde gözlenen galaksilerin büyük kısmını bu tür oluşturur. Kütle açısından Güneş’e benzerler. Yaşlı yıldızlar çok olduğu gibi yeni doğan yıldızların sayısı da oldukça azdır. Hubble düzenine göre eliptik galaksiler daire biçimine yakınlıklarından aşırı ovalliğe kadar uzanan geniş bir yelpaze içinde kodlanır. “E” ile gösterilirler. (E0: daire biçimine en yakın, E7: ovalliğe uzanan)

Var olan galaksilerin çoğu eliptiktir. Fakat kategorilenen galaksilerin büyük bir kısmı spiral (sarmal) galaksidir. Çünkü eliptik galaksiler oldukça büyük olsalar da çoğu küçük ve sönüktür.

Spiral Galaksiler: Kataloglarda listelenen çoğu galaksinin spiral yapıda olduğunu biliyoruz. Bu oran, yaklaşık olarak %60 kadar. Hubble, spiral galaksileri çubuksuz spiral (S) ve çubuklu spiral (SB) galaksiler olmak üzere 2 ana gruba ayırmıştı.

Çubuksuz Sarmal (Spiral) Galaksiler: Sarmal galaksiler genç ve yaşlı yıldızların birlikte bulunduğu galaksilerdir. Hale ve disk biçimleri aynı anda bulunur. Bu galaksiler 10 milyar yıl içinde yavaş yavaş oluşur. Çekirdeğinden dışarı doğru parlak denilebilecek kollar uzanır. Bu kollar sarmal galaksinin ihtişamlı görüntüsünün sebepleridirler. Spiral bir şekilde açılırlar, sabit açısal bir hızla çekirdeğin etrafında dönerler. Yıldızlar hareketleri sırasında bu kollara girip çıkarlar. Adeta atlı karıncaya binmiş gibi hareket edip, yükselir ve alçalırlar. Galaksi merkezine yakın yıldızlar ile kollardaki yıldızların hızları aynı değildir.

Çubuklu galaksilerde çekirdeği bir uçtan diğerine kateden çizgisel yapılar görülür. Samanyolu Galaksisi de çubuklu sarmal bir yapıdadır. Tüm spiralllerin üçte ikisi çubuk içermektedir. Çubuk sistemleri yıldız doğumlarını arttırmak için çok etkili ve yoğun sistemlerdir.

Hubble sistematiğinde spiral galaksiler S ile, çubuklu spiral galaksiler SB ile gösterilir. S’nin veya SB’nin yanına gelen harfler (a, b, c) kolların çekirdeğe göre durumunu belirtir. Kolların sıkılıklarını ya da dallanmadaki dağınıklık derecesini ve çekirdeğin boyut durumunu gösterir. Mesela; Sa sınıfındaki çubuksuz galaksilerde çekirdek büyük olmakla birlikte kollar belirsizce yayılmıştır. Sc sınıfında ise çekirdek küçüktür ve açılmış kollar ise belirgindir. “a” sınıfı küçük çekirdek ve hafif dağınık kolları için, “b” sınıfı çekirdek küçük ve daha dağınık kollar için, “c” sınıfı ise kolları en dağınık olarak tanımlanmıştır. Bu sistem çubuklu sarmallar içinde geçerlidir.

A, b, c sınıfında kolların yapısı dışında belirli farklar vardır. Sc ve SBC galaksileri daha fazla gaz ve toz içerir. Gaz ve toz bulutunun fazla olması ise yıldız oluşumunun fazla olması ile sonuçlanır.

Bazı galaksilerin diskleri ve merkezi şişkin olarak görülür fakat kolları bulunmaz. Bu tip galaksileri Hubble, “merceksi galaksiler” olarak adlandırmıştır. S0 ile gösterilir. Merceksi galaksiler, eliptik galaksi ile sarmal galaksi arasında kalan galaksi türüdür. Melez gibidir ve iki galaksinin de bazı özelliklerini taşır. Spiral kolları belirsizdir. Yıldızlardan oluşan eliptik bir halesi vardır. Şekil olarak bir merceği yandan görünüşünü andırır. Yaşlı yıldızlardan oluşurlar.

Spiral galaksiler 50.000 ışık yılından 2.000.000 ışık yılına kadar büyüklüğe sahip olabilir Samanyolu’nun büyüklüğü ise yaklaşık 100.000 ışık yılıdır.

Düzensiz galaksiler: Sarmal ve eliptik bir özellik göstermeyen galaksi türleridir. Başka galaksilerle muhtemel etkileşimi sonucu oluşmuş, şekilleri tuhaf ve olağandışı özellikleri bulunan galaksilerdir. Düzensiz galaksiler evrenin %10’luk bir kısmını oluşturmaktadır. Ayrıca yıldız sayıları da normalden %25 daha azdır.

Bu galaksilerin hiçbir gruba uymaması Edwin Hubble’ın dikkatini çekmişti. Diğer galaksilerin hepsini belli bir düzen içinde sınıflandırabiliyordu ama bu galaksiler onlardan farklıydı. Hubble’a göre bu oluşumun başına mutlaka bir şey gelmiş olmalıydı. Edwin Hubble düzensiz (irregular) bir galaksi olması için galaksilerin çarpışmış olabileceği fikrini ele aldı.

Teleskopla incelenen görüntülerde ve yaratılan simülasyonlarda iki galaksinin –sarmal ya da eliptik- birbirine doğru hızla gelip birleşmesi sonucu düzensiz galaksiler meydana geliyordu. Böylece gökcisimlerinin birbirine çarpışmalarının evrenin oluşum sürecinin bir parçası olduğu anlaşıldı.

Evrende sürekli olarak gaz bulutları, galaksiler çarpışıyor ve bilim insanları bunları kırk yıldır gözlüyorlar. Galaksilerin arasındaki uzaklık galaksilerin çaplarının yaklaşık 20 katı kadardır. Andromeda ve Samanyolu arasındaki uzaklık 2.5 milyon ışık yılıdır.

Örneğin; bundan çok uzun yıllar sonra (yaklaşık 5 milyar yıl) bizim galaksimizde, komşu galaksimiz olan Andromeda Galaksisi ile çarpışacak. Muhtemelen biz bu durumdan etkilenmeyeceğiz. Çünkü yıldızlararası uzaklık, yıldız çapının milyon katını bulabilir. Bu da, iki yıldızın çarpışmasını neredeyse ihtimalsiz kılar.

Galaksilerin göreli hızları birkaç yüz kilometre olduğu için galaksi çarpışmaları, evrenin yoğun olduğu bölgelerinde gerçekleşir. Eğer galaksilerin hızları daha yüksek olursa duvarın içinden geçen hayalet Casper gibi birbirlerinin içlerinden geçip gidebilirler. Galaksi çarpışmaları, daha doğrusu birleşmeleri, yavaş hareket eden galaksilerde meydana gelir. Günümüzde pek az da olsa gerçekleşmektedir ve bize galaksilerin nasıl oluştuğu hakkında bilgi vermektedirler.

Galaksi birleşmelerinde yıldızlar çarpışmasalar da galaksi içlerinde gaz ve toz bulutu zaman zaman çarpışırlar. Çarpışmanın etkisiyle bulutlar enerjilerini kaybederler ve kütleçekiminin etkisine girerler. Bu etkiyle bulutların birbiriyle çarpışma sıklığı da artar. Çarpışan gaz ve toz bulutları külleri, küller kumları, kumlar çakıl taşlarını, çakıl taşları astreoitleri, astreoitler gezegenleri yada yıldızları meydana getirir.

Hazırlayan: Merve Yorgancı

Kaynaklar:

1. Galaksilerin Çeşitliliği (Osterbrock, Gwinn , Brashear Scientific American 1993)
2. Edwin Hubble ve Genişleyen Evren
3. Evrenin Kısa Tarihi (Joseph Silk)
4. Uzay Bilimi Astronomi ve Astrofizikte Temel Konular (Prof. Dr. Umur Daybelge)
5. https://tr.wikipedia.org/wiki/Galaksi
6. Galaksiler Çarpışıyor (Science)

Bu yazımız, sitemizde ilk olarak 4 Nisan 2016 tarihinde yayınlanmıştır.