Girdap Galaksisi (M51): NGC 5195 ile etkileşen sarmal galaksi

Girdap Galaksisi, Messier kataloğundaki adıyla M51 (NGC 5194), Av Köpekleri (Canes Venatici) takımyıldızı yönünde yer alan bir sarmal galaksidir. NASA'ya göre yaklaşık 31 milyon ışık yılı ötededir ve yüzü bize dönük durduğu için kolları, gaz ve toz şeritleri olağanüstü ayrıntıyla görülür. Yanındaki küçük NGC 5195 ile süren kütleçekimsel etkileşim, onu gök biliminin en çok incelenen galaksi çiftlerinden biri yapar.

M51'in adı, görüntüsündeki girdap benzeri sarmal kollardan gelir. Hubble ve Webb gibi teleskopların sık sık hedef aldığı bu sistem, hem amatör gözlemcilerin dürbünle bulabildiği hem de profesyonel gökbilimcilerin yıldız oluşumunu incelediği nadir cisimlerdendir.

Verileri göster

Uzaklık (NASA)	yaklaşık 31 milyon ışık yılı
Uzaklık (ESA/Hubble, 2005)	yaklaşık 25 milyon ışık yılı
Görünür parlaklık	8,4 kadir
Keşif yılı	1773
Hubble mozaiği	11.477 × 7.965 piksel

Gökyüzünde nerede, nasıl bulunur?

M51, kuzey gökyüzünde Büyükayı'nın kuyruk ucundaki Alkaid yıldızının yaklaşık 3,5 derece güneybatısındadır. Başka bir deyişle Büyükayı'nın "sapının" bittiği yerden Av Köpekleri'ne doğru kısa bir adım atmak yeterlidir. Av Köpekleri, Büyükayı'nın altında bulunan sönük bir takımyıldızdır; adı Latincede Canes Venatici'dir ve Türkçede "Av Köpekleri" olarak anılır. Takımyıldızın en parlak yıldızı Cor Caroli (görünür parlaklığı yaklaşık 2,9 kadir) olsa da M51'i aramak için asıl işaret Alkaid'dir. Türkçede takımyıldızın adı "Av Köpekleri" biçiminde kullanılır; galaksi için TDK'nin tercih ettiği "gökada" sözcüğüyle "Girdap Gökadası" da denir.

Cismin deklinasyonu yaklaşık +47 derecedir. Bu, Türkiye'nin enlemlerinden bakıldığında gökyüzünün kuzeye yakın ama yüksek bir bölgesine denk gelir. Basit bir hesapla, 41° kuzey enlemindeki bir gözlemci için M51 en yüksek konumunda ufkun yaklaşık 84 derece üstüne çıkar, yani neredeyse tepe noktasından geçer; en alçak konumunda ise ufka çok yakın geçer ya da ufkun biraz altına iner. Yani Türkiye'nin enlemlerinde neredeyse bütün gece boyunca ufkun üstünde kalır; 43° kuzeyin üstündeki yerlerde ise hiç batmaz. En rahat gözlem dönemi, kasım ayı gece yarısından sonra başlayıp mayıs sonuna kadar uzanır; NASA mayısı özellikle uygun bir ay olarak anar.

Girdap Galaksisi, karanlık bir gökyüzünde dürbünle sönük bir leke olarak seçilebilir. Yaklaşık 100 mm'lik bir teleskopla ana hatlar görünür. Fotoğraflardaki renkler uzun pozlama ve filtre işlemiyle elde edilir; gözle bakıldığında bu renkli kollar görülmez. Bu yüzden ışık kirliliğinden uzak, Ay'ın olmadığı bir gece seçmek işi kolaylaştırır.

Keşif tarihi

NASA'nın kayıtlarına göre M51'i 13 Ekim 1773'te Fransız gökbilimci Charles Messier buldu ve kataloguna 51. sıraya yazdı. Katalogun ayrıntısı Messier kataloğu sayfasında. Yanındaki NGC 5195'i ise Pierre Méchain 20 Mart 1781'de fark etti.

Asıl dönüm noktası 1845'te yaşandı. İrlandalı gökbilimci William Parsons (Rosse'un 3. Kontu), bu cismin sarmal bir yapıya sahip olduğunu gördü. M51, sarmal yapısı fark edilen ilk "bulutsu" oldu. O dönemde bu tür cisimler henüz ayrı birer galaksi olarak bilinmiyordu, bu yüzden eski yazılarda bulutsu denir. Cismin "Rosse'un Galaksisi" ve "Soru İşareti Galaksisi" gibi başka adları da vardır; Arp'ın Tuhaf Galaksiler Atlası'nda Arp 85 olarak da yer alır.

Fiziksel özellikler

M51, bilim insanlarının "büyük tasarımlı" (grand-design) dediği türden bir sarmaldır. Bunun anlamı, kollarının Samanyolu'ndaki gibi dağınık parçalardan değil, çekirdekten dışarı doğru uzanan iki net ve sürekli kolun oluşturduğu düzgün bir desenle görünmesidir. Kaynaklarda verilen değerlere göre çapı yaklaşık 76.900 ışık yılıdır; bu, Samanyolu'nun yaklaşık yüzde 88'i kadardır. Kütlesi yaklaşık 160 milyar Güneş kütlesi olarak tahmin edilir.

Uzaklık değerleri kaynağa ve ölçüm yöntemine göre değişir. ESA/Hubble'ın 2005 tarihli görüntü açıklaması yaklaşık 25 milyon ışık yılı derken, NASA 31 milyon ışık yılı verir. Bu fark hata değil, farklı ölçüm yöntemlerinin ve zaman içinde iyileşen kalibrasyonların sonucudur. Okurun bilmesi gereken, galaksinin yaklaşık 25-31 milyon ışık yılı aralığında bir uzaklıkta olduğudur.

Merkezinde bir aktif galaksi çekirdeği vardır ve galaksi Seyfert 2 türü olarak sınıflandırılır. Çekirdeğin çevresinde, bu merkezden çıkan ışınımın gazı iyonlaştırdığı koni biçimli bölgeler izlenir. Bu tür çekirdeklerin enerjisi, genellikle merkezdeki bir süper kütleli kara deliğin çevresindeki maddeyi çekmesiyle açıklanır.

NGC 5195: komşu mu, çarpışma mı?

M51'in sarmal kollarından birinin ucunda, ilk bakışta ona tutunmuş gibi duran küçük bir galaksi görünür: NGC 5195, kataloglarda M51b olarak da geçer. Çapı yaklaşık 59.500 ışık yılıdır; kütleçekimsel bozulma yüzünden standart sınıflara tam oturmaz ve amorf ya da SB0 pec (peculiar, yani "tuhaf") olarak kaydedilir. İki galaksi, tozca zengin bir gelgit köprüsüyle birbirine bağlıdır.

Gökbilimciler bu çiftin etkileşim geçmişini bilgisayar benzetimleriyle çözmeye çalışır. Benzetim sonuçlarına göre NGC 5195 yaklaşık 500-600 milyon yıl önce M51'in diskinin içinden geçmiş, daha yakın bir geçiş ise yaklaşık 50-100 milyon yıl önce yaşanmış olabilir. Bu geçişlerin izleri hem kuzeybatıya doğru uzanan yaklaşık 140.000 ışık yıllık bir yıldız akıntısında hem de 2015'te bulunan başka kuyruk yapılarında görülür.

NASA ve ESA'nın anlatımına göre, NGC 5195'in kütleçekimi M51'in düz, ince diskinde dalgalar oluşturur. Bu dalgalar gaz bulutlarını sıkıştırır ve yıldız oluşum bölgelerini tetikler. Kolların boyunca görülen pembe lekeler bu bölgelerdir; mavi kümeler ise yeni doğmuş, sıcak yıldız toplulukları anlamına gelir. Etkileşimin tek sorumlu olup olmadığı bilimsel olarak tartışılabilir olsa da, iki cismin birbirini şekillendirdiği genel olarak kabul edilir.

Bu sistem galaksi grupları açısından da bilinen bir örnektir: M51, M63 (Ayçiçeği Galaksisi), NGC 5023 ve NGC 5229 ile birlikte M51 Grubu'nun üyesidir ve grubun en parlak galaksisidir.

Hubble ve Webb ile M51

M51'in en bilinen portresi, Hubble Uzay Teleskobu'nun Ocak 2005'te Gelişmiş Araştırma Kamerası (ACS) ile çektiği mozaiktir. ESA/Hubble'a göre görüntü 11.477 × 7.965 piksel boyutundadır ve o dönemde galaksinin en keskin görüntüsüydü. Görüntüde kolların boyunca pembe yıldız oluşum bölgeleri, dış kenarlarda parlak mavi kümeler, çekirdekte ise daha yaşlı yıldızların sarımsı ışığı görülür.

NASA'ya göre Aralık 2005'te aynı galaksi NICMOS ile yakın kızılötesinde da görüntülendi. Kızılötesi ışık tozu aşabildiği için yıldız ışığının büyük bölümü çıkarılınca galaksinin ince "iskelet" gibi toz yapısı ortaya çıkar; yaklaşık 65 ışık yılı genişliğinde yüzlerce küçük yıldız öbeği bu tozun içine serpilmiş görünür. NASA bu iki görüntüyü Ocak 2011'de birlikte yayımladı.

James Webb Uzay Teleskobu da galaksiyi 2022'de orta kızılötesi aygıtı MIRI ile gözlemledi. Orta kızılötesi, toz bulutlarının içine görünür ışığın ulaşamadığı kadar derin bakmayı sağlar.

Süpernovalar ve ilginç bilgiler

M51 son otuz yılda birkaç süpernova göstermiştir. Kaynaklarda şunlar sayılır:

• SN 1994I: Tip Ic süpernova; parlaklığı yaklaşık 12,9 kadire ulaştı.
• SN 2005cs: Haziran 2005'te görülen Tip II süpernova; en parlak anında yaklaşık 14 kadirdi.
• SN 2011dh: 31 Mayıs 2011'de keşfedilen Tip II süpernova; yaklaşık 12,1 kadire çıktı.

Bunlara 22 Ocak 2019'da görülen ve "parlak kırmızı nova" sınıfına girdiği belirtilen AT 2019abn de eklenebilir. Bu kadar sık olay, M51'in yıldız oluşturan ve ölen çok sayıda yıldız barındırdığını gösterir.

Eylül 2020'de açıklanan başka bir sonuç ise daha da dikkat çekicidir: M51-ULS-1b adlı bir cisim, Satürn'den biraz küçük bir aday ötegezegen olarak bildirildi. Doğrulanırsa başka bir galaksideki ilk gezegen olacaktı. Ancak bu bir adaydır; kesinleşmiş bir keşif olarak değil, doğrulama bekleyen bir bildirim olarak okunmalıdır.

Bir de adlandırma tuzağı var: M51 ile Andromeda'yı karıştırmayın. Andromeda galaksisi Yerel Grup'un bir üyesidir ve çıplak gözle görülebilir; Girdap Galaksisi ise ondan on kattan fazla uzaktadır ve çıplak gözle görülmez. Benzer şekilde Üçgen galaksisi (M33) de yakın bir sarmaldır; ama o Yerel Grup'un üyesidir, M51 değil.

Av Köpekleri'nin hikâyesi

Antik Yunan'ın klasik takımyıldız listesinde Av Köpekleri yoktur. Takımyıldızı, Alman-Polonyalı gökbilimci Johannes Hevelius 1687'de kendi haritasında oluşturdu. Geleneksel olarak Çobanyıldızı'nın (Boötes) tasmalı iki köpeği olarak çizilir; Hevelius kuzeydeki köpeğe Asterion, güneydekine Chara adını verdi. "Canes Venatici" Latincede "av köpekleri" demektir. Dolayısıyla Girdap Galaksisi'nin bulunduğu bölgenin Yunan mitolojisinden gelen bir efsanesi yoktur; bu bölge M51'den çok daha genç, bilimsel kökenli bir yakıştırmadır.

Türk ya da Anadolu gök anlatılarında M51'e ya da Av Köpekleri'ne özgü, kaynağı doğrulanmış bir hikâye bulamadık; çıplak gözle görünmeyen bir cisim için bunu beklemek de zordur. Bu sayfada uydurma bir anlatı vermek yerine, bilinen tarihi aktarmayı tercih ettik.

Kısaca

• Girdap Galaksisi (M51), Av Köpekleri takımyıldızında, NASA'ya göre yaklaşık 31 milyon ışık yılı uzaklıkta büyük tasarımlı bir sarmal galaksidir.
• Charles Messier 1773'te buldu; 1845'te William Parsons sarmal yapısını ilk fark eden kişi oldu.
• Yanındaki NGC 5195 ile süren etkileşim, sarmal kolları boyunca yeni yıldız oluşumunu tetikler.
• Hubble 2005'te, Webb 2022'de bu sisteme baktı; birkaç süpernova bu galaksiden kaydedildi.
• Türkiye'den kasımdan mayısa kadar, kent ışığından uzak karanlık gecelerde dürbün ya da küçük teleskopla bulunabilir.