Samanyolu'nun kalbindeki gizli kimya ALMA ile görüntülendi

Gökbilimciler, Samanyolu'nun merkezî bölgesini çarpıcı yeni bir görüntüde yakalayarak kozmik gazın karmaşık filaman ağını eşi görülmemiş ayrıntıyla ortaya çıkardı. Atacama Büyük Milimetre/Milimetre Altı Dizisi (ALMA) ile elde edilen bu zengin veri kümesi, bugüne kadarki en büyük ALMA görüntüsü olma özelliğini taşıyor. Veriler, gökbilimcilerin galaksimizin en uç bölgesinde, merkezdeki süper kütleli kara deliğin hemen yanında yıldızların yaşamlarını incelemesine olanak tanıyacak.

"Burası gözlerimizle görünmeyen, ama artık olağanüstü ayrıntıyla ortaya çıkarılmış uç koşullar diyarı" diyor, yeni verileri elde eden ekibin üyesi ve Almanya'daki Avrupa Güney Gözlemevi'nde (ESO) çalışan gökbilimci Ashley Barnes. Gözlemler, galaksimizin Merkezî Moleküler Bölge (CMZ) olarak adlandırılan kesiminde, yıldızların oluştuğu ham madde olan soğuk gazı eşsiz bir görünümle sunuyor. Soğuk gazın bu bölgenin tamamında bu denli ayrıntılı biçimde incelenmesi bir ilk.

Yeni görüntüde yer alan bölge 650 ışık yılından uzun bir alana yayılıyor. Galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara deliği çevreleyen yoğun gaz ve toz bulutlarını barındırıyor. Barnes, "Bu, Dünya'ya bu kadar ince ayrıntıyla inceleyebileceğimiz kadar yakın olan tek galaktik çekirdek" diyor. Veri kümesi, onlarca ışık yılı boyundaki gaz yapılarından tek tek yıldızların çevresindeki küçük gaz bulutlarına kadar CMZ'yi daha önce hiç görülmediği gibi gösteriyor.

ACES, yani ALMA CMZ Keşif Taraması'nın özellikle incelediği gaz, soğuk moleküler gaz. Tarama, CMZ'nin girift kimyasını ortaya koyuyor ve silikon monoksit gibi basit moleküllerden metanol, aseton ya da etanol gibi daha karmaşık organik moleküllere kadar düzinelerce farklı molekül saptıyor.

Soğuk moleküler gaz, filamanlar boyunca akarak yıldızların büyüyebileceği madde yığınlarını besliyor. Samanyolu'nun dış kesimlerinde bu sürecin nasıl işlediğini biliyoruz, ancak merkezî bölgede olaylar çok daha uç düzeyde yaşanıyor. ACES'in lideri, Birleşik Krallık'taki Liverpool John Moores Üniversitesi'nde astrofizik profesörü olan Steve Longmore, "CMZ, galaksimizde bilinen en kütleli yıldızlardan bazılarına ev sahipliği yapıyor; bunların çoğu hızlı yaşayıp genç ölüyor, ömürlerini güçlü süpernova patlamaları, hatta hipernovalarla sonlandırıyor" diyor. Gökbilimciler ACES ile bu olayların yıldız doğumunu nasıl etkilediğini ve yıldız oluşumuna dair kuramlarımızın uç ortamlarda da geçerli olup olmadığını daha iyi anlamayı umuyor.

Longmore şöyle ekliyor: "CMZ'de yıldızların nasıl doğduğunu inceleyerek galaksilerin nasıl büyüyüp evrildiğine dair daha net bir tablo da elde edebiliriz. Bu bölgenin, yıldızların kaotik ve uç ortamlarda oluştuğu erken evrendeki galaksilerle pek çok ortak özelliği paylaştığına inanıyoruz."

Bu yeni veri kümesini toplamak için gökbilimciler, ESO ve ortakları tarafından Şili'nin Atacama Çölü'nde işletilen ALMA'yı kullandı. Bu tesisle bu kadar geniş bir alanın taranması bir ilk; dolayısıyla ortaya çıkan görüntü şimdiye dek elde edilmiş en büyük ALMA görüntüsü. Çok sayıda ayrı gözlemin yapboz parçaları gibi birleştirilmesiyle elde edilen mozaik, gökyüzünde yan yana dizilmiş üç dolunay uzunluğunda.

Projenin bir diğer üyesi ve ESO'da ALMA gökbilimcisi olan Katharina Immer, "Taramayı tasarlarken yüksek düzeyde ayrıntı bekliyorduk, ancak nihai mozaikte ortaya çıkan karmaşıklık ve zenginlik bizi gerçekten şaşırttı" diyor. ACES verileri, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımlanmak üzere kabul edilen beş makalede sunuluyor; altıncı makale ise son inceleme aşamasında.

Barnes, "Yaklaşan ALMA Geniş Bant Duyarlılık Yükseltmesi ve ESO'nun Son Derece Büyük Teleskobu, bu bölgeye çok daha derinden bakmamıza, daha ince yapıları çözmemize, daha karmaşık kimyayı izlememize ve yıldızlar, gaz ve kara delikler arasındaki etkileşimi eşi görülmemiş açıklıkla keşfetmemize yakında olanak tanıyacak" diyor ve ekliyor: "Pek çok bakımdan bu yalnızca başlangıç."

Daha fazla bilgi

Araştırma, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'de yayımlanacak ve ACES verilerini sunan bir makale dizisinde yer alıyor: I. Genel bakış; II. 3 mm sürekli ışınım görüntüleri; III. Moleküler çizgi verilerinin indirgenmesi ile HNCO ve HCO+ verileri; IV. İki orta genişlikteki tayf penceresinin verileri; V. CS(2-1), SO 2_3-1_2, CH3CHO 5_(1,4)-4_(1,3), HC3N(11-10) ve H40A çizgilerinin verileri; VI. ALMA Büyük Programı, yüksek oranda filamanlı bir Merkezî Moleküler Bölge'yi ortaya koyuyor (küçük bir revizyon aşamasında). Verilerin kendisi ALMA Bilim Portalı'ndan erişilebilir olacak.

Uluslararası ACES ekibi, Avrupa, Kuzey ve Güney Amerika, Asya ve Avustralya'daki 70'ten fazla kurumda çalışan, yüksek lisans öğrencilerinden emeklilere uzanan 160'tan fazla bilim insanından oluşuyor. Proje, Baş Araştırmacı Steven Longmore (Liverpool John Moores Üniversitesi, Birleşik Krallık) tarafından başlatıldı ve yürütülüyor. Eş baş araştırmacılar: Ashley Barnes (ESO, Almanya), Cara Battersby (Connecticut Üniversitesi, ABD), John Bally (Colorado Boulder Üniversitesi, ABD), Laura Colzi (Astrobiyoloji Merkezi, Madrid, İspanya), Adam Ginsburg (Florida Üniversitesi, ABD), Jonathan Henshaw (Max Planck Astronomi Enstitüsü, Heidelberg, Almanya), Paul Ho (Academia Sinica Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü, Tayvan), Izaskun Jiménez-Serra (Astrobiyoloji Merkezi), J. M. Diederik Kruijssen (COOL Research DAO), Elisabeth Mills (Kansas Üniversitesi, ABD), Maya Petkova (Chalmers Teknoloji Üniversitesi, İsveç), Mattia Sormani (Insubria Üniversitesi, İtalya), Robin Tress (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, İsviçre ve Heidelberg Üniversitesi, Almanya), Daniel Walker (Birleşik Krallık ALMA Bölgesel Merkezi Düğümü, Manchester Üniversitesi) ve Jennifer Wallace (Connecticut Üniversitesi).

ACES içinde ALMA veri indirgeme çalışma grubu Adam Ginsburg, Daniel Walker ve Ashley Barnes tarafından koordine ediliyor; grupta ayrıca Nazar Budaiev, Laura Colzi, Savannah Gramze, Pei-Ying Hsieh (Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi), Desmond Jeff, Xing Lu (Şanghay Astronomi Gözlemevi), Jaime Pineda (Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü), Marc Pound (Maryland Üniversitesi) ve Álvaro Sánchez-Monge (Uzay Bilimleri Enstitüsü, CSIC, İspanya) ile veri indirgeme çalışmasına katkıda bulunan 30'dan fazla ek ekip üyesi yer alıyor.

Uluslararası bir astronomi tesisi olan Atacama Büyük Milimetre/Milimetre Altı Dizisi (ALMA), ESO, ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ve Japonya Ulusal Doğa Bilimleri Enstitüleri'nin (NINS) Şili Cumhuriyeti ile iş birliği içinde kurduğu bir ortaklık. ALMA'nın inşası ve işletimi; Avrupa adına ESO, Kuzey Amerika adına NRAO ve Doğu Asya adına Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi (NAOJ) tarafından yürütülüyor.

Bu haber, ESO Gözlemevi tarafından yayımlanan metinden çevrilmiştir.