Uluslararası bir gökbilimciler ekibi [2], Başak Gökada Kümesi içindeki galaksiler arası alanda çok sayıda gezegenimsi bulutsu [3] hızını yüksek hassasiyetle ölçmeyi başardılar. Bunun için Paranal Gözlemevinde (Şili) ESO Çok Büyük Teleskop üzerinde yüksek verimli FLAMES spektrografı [4] kullandılar.
Büyük kümelerin gökadaları arasında aksi halde boş görünen boşlukta yüzen bu gezegenimsi bulutsu yıldızları, bu kümeler içinde hareket eden yerçekimi kuvvetlerinin “sondaları” olarak kullanılabilir. Görünür ve görünmez olan kitleleri bu bölgelerde izlerler. Bu da, gökbilimcilerin evrendeki bu büyük bağlı yapıların oluşum tarihini incelemelerine izin verir.
Bu yıldızların 40'ının doğru hız ölçümleri, Başak'ın henüz dengeye gelmek için henüz zamanı olmayan birkaç alt birimden oluşan oldukça homojen olmayan bir galaksi kümesi olduğu görüşünü doğrulamaktadır. Bu yeni veriler, Başak Gökada Kümesi'nin hâlâ yapım aşamasında olduğunu açıkça göstermektedir.
Ayrıca ilk kez bölgedeki parlak gökadalardan birinin incelendiği Messier 87'nin en az 65 kpc'ye ulaşan çok genişletilmiş bir hale halo olduğunu kanıtlıyorlar. Bu, kendi gökadamız olan Samanyolu'nun iki katından fazla.
Genç bir küme
Yaklaşık 50 milyon ışıkyılı uzaklıkta Başak Kümesi en yakın gökada kümesidir. Burç takımyıldızı Başak'ta (Bakire) bulunur ve kendi Samanyolu gibi dev ve büyük eliptik gökadalardan ve büyük kardeşlerinden yüzlerce kat daha küçük olan cüce gökadalara kadar yüzlerce gökada içerir. Fransız gökbilimci Charles Messier, ünlü bulutsular kataloğunda Başak Kümesi'nin 16 üyesine girdi. ESO La Silla Gözlemevinde Geniş Alan Görüntüleyici kamera ile elde edilen kümenin çekirdeğinin görüntüsü geçen yıl PR Photo 04a / 03 olarak yayınlandı.
Gökada kümelerinin, karanlık ve aydınlık maddeden güçlü yerçekimi çekmesi yoluyla, daha küçük varlıkların toplanmasıyla uzun bir süre oluştuğuna inanılmaktadır. Başak Kümesi nispeten genç bir küme olarak kabul edilir, çünkü önceki çalışmalar Messier 87, Messier 86 ve Messier 49'un büyük gökadaları etrafında küçük “gökada alt kümeleri” ortaya koymuştur. Bu alt kümeler henüz daha yoğun ve daha yumuşak gökada kümesi.
Son gözlemler, bir kümedeki galaksiler arasındaki bölge olan “inttracluster” uzayının, kümenin yapısını ayrıntılı olarak incelemek için kullanılabilecek seyrek bir “inttracluster yıldız popülasyonu” tarafından nüfuz ettiğini göstermiştir.
Kozmik gezginler
Başak Kümesi'ndeki ilk mucizevi yıldız keşifleri, İtalyan astronomu Magda Arnaboldi (Torino Gözlemevi, İtalya) ve meslektaşları tarafından 1996 yılında ESO ile birlikte tesadüfen yapıldı. Yeni Başak Kümesi'ndeki galaksilerin geniş halelerini incelemek için La Silla'daki Teknoloji Teleskobu, “gezegenimsi bulutsular” olarak bilinen nesneleri araştırdılar [3].
Gezegenimsi bulutsular (PNe) güçlü emisyon hatlarından uzak mesafelere kadar tespit edilebilir. Bu dar emisyon hatları ayrıca radyal hızlarının hassas bir şekilde ölçülmesine de izin verir. Gezegenimsi Bulutsular böylece uzak galaksilerin halo bölgelerindeki yıldızların hareketlerini araştırmaya hizmet edebilir.
Çalışmalarında, gökbilimciler, görünüşe göre herhangi bir gökada ile ilgili olmayan, ancak tüm kümenin yerçekimi alanında hareket eden birkaç gezegen bulutsusu buldular. Bu “gezginler” yeni keşfedilen bir yıldız içi nüfusa aitti.
Bu ilk gözlemlerden bu yana, bu gezginlerin yüzlerce tanesi keşfedildi. Bu devasa kümelerdeki galaksiler arasında kaybolan dev bir yıldız popülasyonunun buzdağının ucunu temsil etmelidirler. Aslında, gezegenimsi bulutsular, Güneşimiz gibi, yaygın düşük kütleli yıldızların son aşaması olduğundan, genel olarak yıldız nüfusunu temsil ederler. Gezegenimsi bulutsular oldukça kısa ömürlü olduklarından (birkaç on bin yıl - astronomik zaman ölçeklerinde bir yıldırım), gökbilimciler yaklaşık 8.000 milyon güneş tipi yıldızdaki bir yıldızın herhangi bir anda bir gezegen bulutsusu olarak görülebileceğini tahmin edebilirler. Dolayısıyla galaksiler arasında, galaksilerin kendilerinde olduğu gibi karşılaştırılabilir sayıda yıldız olmalıdır. Ancak bu kadar büyük bir hacimde seyreltildikleri için zar zor tespit edilebilirler.
Bu yıldızlar ağırlıklı olarak eski olduklarından, kesişen boşlukta varlıklarının en olası açıklaması, küme oluşumunun ilk aşamalarında diğer galaksilerle yakın karşılaşmalar sırasında yıldızlarının çoğundan sıyrılmış olan bireysel galaksiler içinde oluşmalarıdır. Bu "kaybolan" yıldızlar daha sonra onları bulabileceğimiz kesintisiz bir alana dağıtıldı.
Böylece gezegenimsi bulutsular, önemli miktarda kütleyi barındırabilecek bölgelerdeki sayı, yıldız türü ve hareketleri üzerinde benzersiz bir tutamaç sağlayabilir. Hareketleri, galaksi etkileşimi tarihinin ve galaksi kümesinin oluşumunun fosil kaydını içerir.
Ölmekte olan yıldızların hızını ölçme
Uluslararası gökbilimciler ekibi [2], dinamik yapısını belirlemek ve sayısal simülasyonlarla karşılaştırmak için Başak Kümesi'ndeki gezegenimsi bulutsuların hareketleri hakkında ayrıntılı bir çalışma yapmaya devam etti. Bu amaçla, daha önce buldukları karmaşık gezegenimsi bulutsu adaylarını doğrulamayı ve Başak Kümesi çekirdeğindeki üç farklı bölgedeki (“araştırma alanları”) radyal hızlarını ölçmeyi amaçlayan zorlu bir araştırma programı yürüttüler.
Bu kolay bir iş olmaktan çok uzak. Başak'ta bir gezegenimsi bulutsudan gelen ana Oksijen emisyon hattındaki emisyon, yaklaşık 6.6 milyon kilometre mesafedeki, Ay'a ortalama mesafenin yaklaşık 17 katı olan 60 Watt'lık bir ampulle karşılaştırılabilir. Ayrıca, kesişen gezegenimsi bulutsu örnekleri seyrektir, derece kare gökyüzü alanının dörtte birinde sadece birkaç on gezegenimsi bulutsu vardır - yaklaşık Ay'ın büyüklüğü. Spektroskopik gözlemler bu nedenle geniş görüş alanına sahip 8 metre sınıf teleskoplar ve spektrograflar gerektirir. Bu nedenle gökbilimciler, nispeten yüksek spektral çözünürlüğü, 25 arcmin görüş alanı ve bir seferde 130 spektra alma olasılığı ile VLT [4] üzerindeki FLAMES-GIRAFFE spektrografına güvenmek zorundaydı.
Gökbilimciler toplam 107 yıldız üzerinde çalıştılar ve bunların 71'inin gerçek intrasluster gezegensel aday olduğuna inanılıyordu. Alan başına yaklaşık 2 saat boyunca 21 ila 49 nesne aynı anda gözlemlediler. İncelenen Başak çekirdeğinin üç kısmı birkaç parlak gökada (Messier 84, 86, 87 ve NGC 4388) ve çok sayıda daha küçük gökada içerir. Kümenin farklı varlıklarını temsil etmek için seçildiler.
Spektroskopik ölçümler, incelenen gezegenimsi bulutsuların 40'ının kesintisiz doğasını doğrulayabilir. Ayrıca Başak Kümesi'nin bu bölümünün yapısı hakkında da zengin bilgi sağladılar.
Yapım aşamasında
Messier 87'nin (M87) yakınındaki ilk alanda, gökbilimciler 1250 km / s'ye yakın ortalama bir hız ve bu değer etrafında oldukça küçük bir dağılım ölçtüler. Bu alandaki yıldızların çoğu, Dünya'nın Güneş'e bağlandığı gibi, parlak gökada M87'ye fiziksel olarak bağlıdır. Magda Arnaboldi şöyle açıklıyor: “Bu çalışma, Messier 87'nin en az 65 kpc veya 200.000'den fazla ışık yılına kadar yaklaşık dinamik dengede yıldız bir hale sahip olduğu dikkat çekici bir keşfe yol açtı. Bu, kendi gökadamız olan Samanyolu'nun iki katından daha büyük ve daha önce bilinmiyordu. ”
Parlak gökadalardan uzak olan ikinci alanda gözlenen hız dağılımı, birinciye göre dört faktörden daha büyüktür. Farklı hızlarda çok farklı yönlerde hareket eden yıldızları gösteren bu çok büyük dağılım, bize bu alanın büyük olasılıkla hareketleri büyük galaksilerden neredeyse etkilenmeyen çok sayıda mucit yıldız içerdiğini söylüyor. Yeni veriler, bu karmaşık yıldız popülasyonunun M87 yörüngesinde küçük galaksilerin bozulmasından artakalan olabileceğini düşündüren bir olasılık olarak ortaya koyuyor.
FLAMES spektrumlarından çıkarıldığı gibi üçüncü alandaki hız dağılımı yine farklıdır. Hızlar Messier 86, Messier 84 ve NGC 4388 büyük galaksileri ile ilgili alt yapıları göstermektedir. Büyük olasılıkla, bu gezegenimsi bulutsuların büyük çoğunluğu Messier 84 çevresindeki çok geniş bir hale aittir.
Ekibin üyesi Ortwin Gerhard (İsviçre Üniversitesi, Basel) heyecan verici: “Bu hız ölçümleri birlikte ele alındığında, Başak Kümesi'nin birkaç alt üniteden oluşan üniform olmayan ve ilgisiz bir galaksi kümesi olduğu görüşü doğrulanıyor. FLAMES spektrografı ile Başak Kümesi'ndeki hareketleri, alt birimlerinin hala bir araya geldiği bir anda izleyebildik. Ve kesinlikle görülmeye değer bir manzara! ”
Daha fazla bilgi
Bu ESO Basın Bülteni'nde sunulan sonuçlar, araştırma günlüğünde henüz ortaya çıkmış olan bir araştırma makalesine (“Arngo Kümesi Çekirdeğindeki İntrakter Gezegenimsi Bulutsuların Görüş Hızı Dağılımları”) dayanmaktadır. Astrofizik Dergi Mektupları Vol. 614, s. 33.
notlar
[1]: Bu konuda Basel Üniversitesi Basın Bülteni http://www.zuv.unibas.ch/uni_media/2004/20041022virgo.html adresinde mevcuttur.
[2]: Takımın üyeleri Magda Arnaboldi (INAF, Osservatorio di Pino Torinese, İtalya), Ortwin Gerhard (Astronomisches Institut, Universitit Basel, İsviçre), Alfonso Aguerri (Instituto de Astrofisica de Canarias, İspanya), Kenneth C. Freeman (Stromlo Dağı Gözlemevi, ACT, Avustralya), Nicola Napolitano (Kapteyn Astronomi Enstitüsü, Hollanda), Sadanori Okamura (Astronomi Bölümü, Tokyo Üniversitesi, Japonya) ve Naoki Yasuda (Kozmik Işını Araştırma Enstitüsü, Üniversite) Tokyo, Japonya).
[3]: Gezegenimsi bulutsular, son katmanlarında Güneş benzeri yıldızlardır ve bu sırada dış katmanlarını çevredeki boşluğa çıkarırlar. Aynı zamanda, “beyaz cüce yıldız” olarak görünen küçük ve sıcak yıldız çekirdeklerini ortaya çıkarırlar. Çıkarılan zarf yıldız çekirdeği tarafından aydınlatılır ve ısıtılır ve özellikle oksijen (495.9 ve 500.7 nm dalga boylarında) olmak üzere çeşitli elementlerin karakteristik emisyon hatlarında güçlü bir şekilde yayılır. İsimleri, “Dambıl Bulutsusu” (bkz. ESO PR Photo 38a / 98) gibi bu yakın nesnelerin bazılarının, küçük teleskoplarla bakıldığında güneş sistemindeki dev gezegenlerin disklerine benzemesinden kaynaklanıyor.
[4]: Fiber Büyük Dizi Çok Elemanlı Spektrograf FLAMES, 8.2 m VLT KUEYEN Ünite Teleskobu'na monte edilmiştir. Çok sayıda bireysel, soluk nesnenin (veya küçük gökyüzü alanlarının) spektrumlarını aynı anda gözlemleyebilir ve çapı 25 arcmin'den az olmayan, yani neredeyse dolunay kadar büyük bir gökyüzü alanını kaplar. ESO, Observatoire de Paris-Meudon, Observatoire de Genâ ve Lozan ve Anglo Avustralya Gözlemevi (AAO) arasındaki işbirliğinin sonucudur.
Orijinal Kaynak: ESO Haber Bülteni
