En Karanlık Gökadalardan Biri Keşfedildi

Yakın evrendeki gökadaların çoğu oldukça parlaktır, ancak bazıları o kadar sönüktür ki neredeyse görülmezler. Gökbilimciler, NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobunu diğer gözlemevleriyle birlikte kullanarak, neredeyse tamamen karanlık maddeden oluşan ve sadece birkaç yıldız içeren bir gökada tespit ettiler. Aday Karanlık Gökada-2 (CDG-2) olarak bilinen bu gökada, (Samanyolu’nun 150’den fazla küresel yıldız kümesine kıyasla) sadece dört küresel yıldız kümesi içeriyor gibi görünüyor ve sadece 1 milyon Güneş ışığı kadarlık parlaklığa sahip.

NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobundan alınan bu görüntü, yüzey parlaklığı düşük CDG-2 gökadası, karanlık madde tarafından kontrol edilmekte ve yalnızca seyrek bir yıldız kümesi içermektedir. Bu gökada neredeyse görünmezdir, ancak bilim insanları gelişmiş istatistiksel teknikler kullanarak, bu görüntünün merkezinde küresel yıldız kümeleri adı verilen sıkı yıldız gruplarını arayarak onu tespit ettiler. (NASA, ESA, D. Li (Utoronto), Görüntü İşleme: J. DePasquale (STScI))

Evrenin engin dokusunda, çoğu gökada kozmik zaman ve yer boyunca parlak bir şekilde ışıldar. Ancak ender bir gökada sınıfı neredeyse görünmez kalır: karanlık maddenin egemen olduğu ve yalnızca seyrek bir şekilde sönük yıldızlar içeren düşük yüzey parlaklığına sahip gökadalar.

CDG-2 olarak adlandırılan bu gizemli cisimlerden biri, şimdiye kadar keşfedilen en yoğun karanlık madde baskınlığına sahip gökadalar arasında olabilir. Karanlık madde, ışığı yansıtmayan, yaymayan veya soğurmayan görünmez bir madde biçimidir. Bu bulguyu ayrıntılarıyla anlatan bilimsel makale, The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayınla n dı.

Solda, ön planda bir düzine beyaz yıldız ve arka planda bir dizi küçük, sarı gökada bulunan bir uzay alanı. Merkezdeki önemsiz bir alan, beyaz bir kutuyla çevrili kesik çizgili bir daireyle sınırlandırılmıştır. Kutudan, sağda “Candidate dark galaxy – diffuse emission” yazılı bir daire olası gökadanın sınırlarını işaretlemektedir. Soluk, tanecikli beyaz ışık içeren bir bölüme doğru çizgiler uzanmaktadır. Dört beyaz nokta maviyle daire içine alınmış ve küresel yıldız kümeleri olarak etiketlenmiştir. (NASA, ESA, D. Li (Utoronto), Görüntü İşleme: J. DePasquale (STScI))

Bu kadar sönük gökadaları tespit etmek son derece zordur. Kanada’daki Toronto Üniversitesinden David Li ve ekibi, gelişmiş istatistiksel teknikler kullanarak, küresel yıldız kümelerinin (genellikle normal gökadaların yörüngesinde bulunan kompakt, küresel yıldız grupları) yoğun olanlarını arayarak, daha önce doğrulanmış düşük yüzey parlaklığına sahip 10 gökadayı ve iki ek karanlık gökada adayını belirledi. Bu kümeler, sönük, gizli bir yıldız nüfusunun varlığına işaret edebilir.

Karanlık gökada adaylarından birini doğrulamak için gökbilimciler üç gözlemevi kullandılar: Hubble Uzay Teleskobu, ESA’nın Öklid (Euclid) uzay gözlemevi ve Hawaii’deki yer merkezli Subaru Teleskobu. Hubble’ın yüksek çözünürlüklü görüntüleri, 300 milyon ışık yılı uzaklıktaki Perseus gökada kümesinde dört küresel yıldız kümesinin yakın bir koleksiyonunu ortaya çıkardı. Hubble, Öklid ve Subaru verilerini kullanan ek çalışmaları, yıldız kümelerini çevreleyen soluk, dağınık bir parıltıyı ortaya çıkardı; bu da altta yatan bir gökadanın varlığına dair güçlü bir kanıt niteliğindeydi.

Li: “Bu, yalnızca küresel yıldız kümesi nüfusu aracılığıyla tespit edilen ilk gökada” diyor. “Geleneksel varsayımlar altında, dört küme CDG-2’nin tüm küresel yıldız kümesi nüfusunu temsil ediyor.”

Ön analizler, CDG-2’nin yaklaşık 1 milyon Güneş benzeri yıldızın parlaklığına sahip olduğunu ve küresel yıldız kümelerinin görünür içeriğinin %16’sını oluşturduğunu gösteriyor. Dikkat çekici bir şekilde, hem görünür madde hem de karanlık maddeyi içeren kütlesinin %99’unun karanlık madde olduğu görülüyor. Yıldız oluşumunu sağlayan normal maddesinin (esas olarak hidrojen gazı) büyük bir kısmı, Perseus kümesi içindeki diğer gökadalarla olan kütle çekimsel etkileşimler sonucu muhtemelen uzaklaştırılmıştır.

CDG-2’nin konumu. (NASA, ESA, D. Li (Utoronto), Image Processing: J. DePasquale (STScI), N. Bartmann (ESA/Hubble) Music: Stellardrone – The Night Sky in Motion)

Avusturya’daki Innsbruck Üniversitesi Astrofizik ve Parçacık Fiziği Enstitüsünden Francine Marleau: “Öklid verileri, CDG-2’nin son derece sönük, dağınık ışığının varlığını açıkça doğruluyor ve küresel yıldız kümelerinin arkasındaki gökadayı ilk kez ortaya çıkarıyor” diyor. “Öklid teleskobunun Perseus kümesine ait görüntüleri, görevin son derece sönük olanlar da olmak üzere yeni, düşük yüzey parlaklığına sahip gökadaları tespit etme konusundaki benzersiz yeteneğini gösterirken, aynı zamanda bu gökadaların küresel kümelerini, çekirdek yıldız kümelerini, içyapılarını ve çevrelerini de ortaya koyuyor.”

Küresel yıldız kümeleri muazzam bir yıldız yoğunluğuna sahiptir ve yıldızları kütle çekimsel olarak sıkıca bağlıdır. Bu durum, kümeleri kütle çekimsel gelgit bozulmasına karşı daha dirençli hale getirir ve bu nedenle bu tür hayaletimsi gökadaların ortaya çıkarılmasında yardımcı olurlar.

ESA