Uzay Şehirleri: Galaksiler

Gece gökyüzünü ikiye bölen ve büyüleyici bir manzara sunan, mavimsi-mor renkte parlayan uzay şehirleri: Galaksiler! Galaksilerin büyüklüğünü anlamak için bir ölçüm yapmak gerekirse Dünyamızın yaklaşık 6.371 kilometre yarıçapında olduğunu düşünelim. Ortalama bir insanın boyu yaklaşık 170 santimetre olduğuna göre Dünya’nın yarıçapını elde etmek için yaklaşık 3 milyon insan boyunu ardışık olarak eklememiz gerekecektir.

Dünya’nın etrafında döndüğü güneş, yaklaşık olarak Dünya’nın hacminin 1.3 milyon katına sahiptir. Bu, güneşin içine tam olarak 1.3 milyon Dünya’nın sığabileceği anlamına gelir. Bu büyüklük farkını daha iyi anlamak için astronomlar, yeni bir ölçüm birimi olan “AU” (Astronomik Birim) geliştirdiler. 1 AU, Dünya ile Güneş arasındaki ortalama mesafeyi temsil eder ve yaklaşık olarak 149,597,870,700 metre (149 milyon kilometre) uzunluğundadır.

Dünya’nın etrafında döndüğü güneş, yaklaşık olarak Dünya’nın hacminin 1.3 milyon katına sahiptir. Bu, güneşin içine tam olarak 1.3 milyon Dünya’nın sığabileceği anlamına gelir. Bu büyüklük farkını daha iyi anlamak için astronomlar, yeni bir ölçüm birimi olan “AU” (Astronomik Birim) geliştirdiler. 1 AU, Dünya ile Güneş arasındaki ortalama mesafeyi temsil eder ve yaklaşık olarak 149,597,870,700 metre (149 milyon kilometre) uzunluğundadır. Güneş Sistemi’ni göz önünde bulundurduğumuzda en uzak gezegenimiz olan Neptün’ün yörüngesi, yaklaşık 30 AU uzaklıktadır.

Yani, Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin 30 katı kadardır. Güneş Sistemi dışına çıkıldığında ise mesafeler çok daha büyük hale gelir. Güneş Sistemi’nin sınırlarını belirleyen bölge, diğer nesneleri içeren Oort Bulutu’dur. Bu bulut, Güneş’ten yaklaşık olarak 2.000 ile 100.000 AU uzaklıktadır. Güneş Sistemi içinde, AU (Astronomik Birim) mesafe ölçü birimi oldukça kullanışlıdır. Ancak yıldızlararası uzayda mesafeler çok daha büyük olduğu için AU bu bağlamda işlevselliğini yitirir. Yıldızlararası uzaydan bahsedilirken genellikle kullanılan birim ise ışık yılıdır. Bir ışık yılı, bir fotonun 1 yılda kat ettiği mesafeyi ifade eder ve yaklaşık olarak 9,500,000,000,000 kilometreye eşittir.

Yıldızlar arası uzaydaki mesafeleri anlamak için bazı örnekler vermek gerekirse bize en yakın yıldızlardan biri olan Proxima Centauri ile Güneş arasındaki mesafe yaklaşık olarak 4 ışık yılıdır. Bu, ışığın Güneş’ten Proxima Centauri’ye ulaşması için yaklaşık 4 yıl sürdüğü anlamına gelir ve bu da yaklaşık olarak 36 trilyon kilometrelik bir mesafeye denk gelir. Diğer yıldızlar ise çok daha uzaklardadır. Örneğin ünlü yıldızlardan biri olan Betelgeuse, Dünya’ya yaklaşık olarak 600 ışık yılı uzaklıktadır. Ayrıca gökyüzündeki en parlak yıldızlardan biri olan Sirius, Güneşimize yaklaşık olarak 8,611 ışık yılı uzaklıktadır.

Galaksi, yıldızlar, gezegenler, dev gaz ve toz bulutlarının bir araya gelerek oluşturduğu geniş uzay yapılarıdır. Bu yapılar, merkezlerinde süper kütleli kara delikler bulundurabilir ve genellikle bu kara deliklerin çevresinde dönen her şeyi içerir. Galaksiler, yüzlerce ışık yılı genişliğinde olabilirler. En küçük galaksiler yaklaşık olarak 10 milyon yıldız içerirken en büyük galaksilerde bu sayı ortalama olarak 1 trilyon yıldıza kadar çıkabilir.

Ayrıca galaksilerin toplam kütlesinin %90’ını oluşturan gizemli bir madde olan karanlık madde hakkında çok az şey bilinmektedir. Bu karanlık madde, galaksinin etrafında bir tür halo gibi bulunur ve galaksinin istikrarını sağlamada önemli bir rol oynar. Son olarak güneşimiz sadece Samanyolu Galaksisi içinde bulunan yaklaşık 300 milyar yıldızdan sadece biridir.

Galaksiler nasıl oluşur?

Samanyolu Galaksisi’nin İngilizce adı olan ‘Milky Way’ adının kökeniyle ilgili ilginç bir mitolojik hikaye bulunuyor. Bu hikaye Yunan mitolojisine dayanıyor ve Zeus ile Hera arasındaki olayları anlatıyor.

Hikayeye göre Zeus bir gece ölümlü bir kadından doğan oğlu Herakles’i Hera’nın yanına getirir ve onu fark ettirmeden Hera’nın göğsüne yerleştirir. Bebek Herakles, Hera’nın memesinden akan sütü içerse ölümsüz olacaktır. Ancak Hera uyanır ve tanımadığı bir bebeği emzirdiğini fark eder. Bu durum karşısında öfkeyle bebeği fırlatır ve Hera’nın memesinden dökülen süt gece gökyüzüne sıçrar. Bu efsaneye göre gökyüzünde geceleyin gördüğümüz sönük ışığın kaynağı olan ‘Süt Yolu’ veya İngilizce adıyla ‘Milky Way’, Hera’nın sütünden kaynaklanmıştır. Samanyolu Galaksisi’nin adı da bu mitolojik hikayeden gelmektedir.

Mitolojik öykülerden gerçek bilim dünyasına döndüğümüzde galaksilerin oluşumu oldukça karmaşık bir süreçtir. Evren oluştuktan sonraki 300.000 yıl boyunca, iyonlaşmamış yüksek yoğunluklu nötr hidrojen bulutlarının bir araya gelmesiyle yüksek yoğunluklu bölgelerin oluşması sonucunda galaksiler meydana gelmiştir. Ancak galaksilerin tam olarak nasıl oluştuğunu anlamak için hala iki temel teori üzerinde çalışmalar devam etmektedir.

1. Birinci teori, “Bütünden Parçaya” teorisidir ve bu teoriye göre galaksiler, uzun bir çökme sürecinin ardından oluşmuştur. Bu çökme sırasında gaz bulutları bir araya gelerek galaksilerin içinde üçüncü nesil yıldızları oluşturmuştur.

2. İkinci teori ise “Parçadan Bütüne” teorisidir. Bu teoriye göre önce yıldızlar oluşmuş ve kümelenmiştir. Ardından bu kümelenen yıldızlar, bir araya gelerek galaksileri oluşturmuştur. Galaksilerin oluşumuyla ilgili bu iki temel teori, bilim dünyasındaki araştırmaların devam ettiği karmaşık bir konuyu temsil etmektedir.

Galaksiler, bazı nadir durumlarda yıldız oluşturma konusunda büyük bir patlama yaşarlar ve bu olaya “Starburst” denir. Starburst’un sebepleri arasında, galaksinin içinde biriken yoğun ve iyonlaşmış gaz bulutlarının çökmesi bulunur. Bu bulutlar içinde son derece parlak ve hızlı yanma eğiliminde olan yıldızlar ve süpernovalar oluşur. Süpernovaların patlamasıyla ortaya çıkan şok dalgaları ve saçılan elementler, daha fazla gazın çökmesine yol açar ve bu zincirleme reaksiyon devam eder.

Ayrıca bazı galaksilerin çekirdeklerinde devasa süperkütleli karadelikler bulunabilir. Bu karadelikler, aktif haldedir ve kuzey-güney kutuplarından neredeyse ışık hızında yayılan X ışınları üretirler. Bu tür oluşumlara “Kuasar (EN: Quasar)” denir. Bu süperkütleli karadeliklerden yayılan X ışınlarını tetikleyen şey, maddelerin galaksinin merkezindeki süperkütleli karadeliğe doğru düşerken oluşturduğu kütleçekimsel ivmedir. Ancak bu sürecin tam olarak nasıl işlediği ve neden bu kadar etkileyici sonuçlar doğurduğu hala bilinmemektedir.

Galaksi türleri

Galaksiler evrenin en büyük yapılarından biri olup farklı türleri içerdikleri yıldızlar, gazlar ve şekilleri açısından çeşitlilik gösterirler. Galaksileri türlerine göre sınıflandırırsak genellikle üç temel grupta inceleriz: eliptik, sarmal ve düzensiz galaksiler.

• Eliptik galaksiler: Eliptik galaksiler, genellikle dairesel veya oval şekillerde olan ve her yönden simetrik görünen galaksilerdir. Gaz ve toz bulutları içermezler bu nedenle yeni yıldızlar oluşturamazlar. Bu galaksiler genellikle beyaz renktedir ve yaşlı yıldızlardan oluşur. Büyük eliptik galaksiler, evrende bulunan en büyük galaksilerdir ve genellikle galaksi topluluklarının merkezlerine yakın bir konumda bulunurlar.

• Sarmal galaksiler: Sarmal galaksiler, Hubble’ın sınıflandırma sisteminde ‘S’ harfi ile tanımlanır ve bazı özellikleri vurgulamak için küçük harf sınıflandırmaları kullanılır. Örneğin, Sa sınıfındaki galaksilerin çekirdekleri büyük ve kolları belirsizdir ancak Sc sınıfındaki galaksilerin çekirdekleri küçük ve etrafındaki kollar belirgindir. Bu galaksilerin merkezlerinde genellikle büyük, görece yaşlı yıldızlardan oluşan bir şişkinlik bulunur ve etraflarındaki kollarda daha genç yıldızlar bulunur. Samanyolu, bu tür bir sarmal galaksidir ve merkezindeki süperkütleli karadeliğin etrafında dönen yaşlı yıldızları barındırırken kollarında daha genç yıldızlar bulunur. Güneşimiz, Samanyolu’nun Orion Kolunda yer alır ve merkezdeki Sagittarius A* adlı süperkütleli karadeliğe 26.000 ışık yılı uzaklıktadır. Andromeda Galaksisi, bize en yakın bir sarmal galaksidir ve merkezinde bir çubuk bulunur.

• Düzensiz galaksiler: Düzensiz galaksiler çeşitli türlerde olabilir. Örneğin, halka galaksiler merkezlerinde çıplak bir çekirdek ve etraflarında yıldız ve gaz-toz bulutlarından oluşan bir halka benzeri yapıya sahiptir. Öte yandan merceksi galaksiler, sarmal ve eliptik galaksiler arasında bir geçiş niteliği taşır. Kolları olmayan merceksi galaksiler, sarmal galaksilere benzer şekilde dönen bir çubukla karakterize edilirler.

Son olarak cüce galaksilere bir göz atalım. Bu galaksiler, genellikle daha büyük bir galaksinin çevresinde dönerler ve bu nedenle kütleçekimi etkisiyle sık sık bozulurlar. Bu bozulma, onların belirgin bir şekilden yoksun olmalarına neden olur. Ayrıca bazen büyük galaksiler bu cüce galaksileri yutabilirler. Bu da galaksi sayısının zamanla azalmasına neden olur. Şu anda bildiğimiz kadarıyla Samanyolu Galaksisi’nin 20’den fazla cüce galaksisi bulunmaktadır ancak bilim insanları, bu sayının 300’e kadar çıkabileceğini düşünmektedir. Cüce galaksiler, evrende çeşitliliğin bir başka örneğini oluşturur ve galaksi oluşumunun karmaşıklığını daha da artırır.

Kaynaklar

1. ^WEBSITE Yorgancı, M. (2021, February 5). Galaksi nedir? Galaksi (Gökada) türleri nelerdir? Kozmik Anafor. [Kozmik Anafor]
2. ^WEBSITE Elçi, A. (2021, April 03). Galaksi Nedir? Galaksi Tipleri, Oluşumu ve Evrimi. Evrim Ağacı. [Evrim Ağacı]
3. ^WEBSITE Kutluer, S. (2020, September 23). Galaksiler I: Evrenin yapıtaşları. İTÜ Astronomi Kulübü. [İTÜ Astronomi Kulübü]