Samanyolu Galaksisi

Işık kirliliğinden uzakta, karanlık bir gecede başınızı göğe çevirdiğinizde gökyüzünün aslında gecelerin ardında karanlık olmadığını fark edersiniz. Ufak tefek parlayan noktalar ve çıplak gözle yaptığınız gözleme eşlik eden beyazımsı bir şerit göreceksiniz. Sonra aklınıza şu soru gelecek: “O beyaz çizgi de ne?”

En küçükten düşünmeye başlarsak; biz canlılar Dünya adlı bir gezegende varlığımızı sürdürüyoruz. Dünya ise Güneş Sistemi’nde aynı şekilde varlığını sürdürüyor. Peki, Güneş Sistemi bu varoluşunu nerede devam ettiriyor?

Biz insanlar sordukça, merak ettikçe cevaplar birer birer çiselemeye başlar. Sorumuzun cevabı “galaksi” kavramına çıkar. İşte düşen bir damla. Bu yazımızda sağanağa tutulmaya hazır olun!

Öncelikle galaksi kavramını açıklamalıyız ki Samanyolumuzu anlayabilelim. Galaksi dediğimiz şey; yıldızların, karanlık maddenin, tozların ve gazların kütle çekim etkisiyle bir arada tutulduğu bir sistemdir. Galaksiler, astronomlar tarafından üç ayrı sınıfa ayrılmıştır: eliptik, sarmal ve düzensiz galaksiler. Bunların da her biri kendi içinde dallanır fakat bu yazımızda bu konuyu detaylandırmayacağız. Hatırlarsanız önceki yazılarımızda galaksilerden bahsetmiştik. Bloglar kısmından ulaşabilirsiniz!

Bu üç sınıf içinde galaksimiz bir sarmal galaksidir. Önceden de dediğimiz gibi her sınıf kendi içinde alt dallara ayrılır. Bu nedenle sadece “sarmal” deyip geçmiyoruz; çünkü galaksimiz aslında bir çubuklu sarmal galaksidir. Onu sarmal yapan şey, merkezinin etrafındaki eğri kollardır. Ne düzensizdir ne de eliptik şekle sahiptir; bu kollar onu sarmal yapar. Ona “çubuklu” unvanını veren şey ise merkezindeki çubuğa benzer parlak yapıdır. Bu parlak çubuğun uçlarından sarmal kollar çıkar. Çubuksuz bir sarmal galakside ise kollar doğrudan merkezden çıkar, yani ortada çubuksu bir yapı yoktur.

Galaksimiz yaklaşık 100.000 ışık yılı genişliğindedir ve 13 milyar yıl önce oluşmuştur. Astronomlar bu oluşumu şöyle açıklar: Büyük Patlama’dan sonra ilkel gazlar (hidrojen, helyum gibi) ortaya çıkmıştır. Patlamanın ardından ortam soğumuş ve karanlık madde yavaş yavaş kendi içine çökmeye başlamıştır. Çöktükçe yoğunlaşmış ve karanlık halo, yani galaksilerin iskeleti, oluşmaya başlamıştır. Bu çökme gittikçe etraftaki görünür gazları da içine çekmiş ve ardından yıldızlar oluşmuştur. Bu yıldızlar birleşerek galaksileri meydana getirmiştir. Fakat astronomlar, galaksilerin boyutlarının ilk hallerinde olduğu gibi kaldığını düşünmez. Zaman içinde galaksilerin birleştiğini ya da “galaktik yamyamlık” meydana geldiğini, diğer galaksilerdeki gözlemlerden hareketle savunmaktadırlar.

Peki, galaksimizin anatomisini hiç merak ettiniz mi? Galaksimiz; bir çekirdek, merkezi çıkıntı, disk ve halodan oluşur.

En içten başlamamız gerekirse sorumuz, merkezde ne olduğuna çıkar. Galaksimizin çekirdeği (ya da merkezi) dediğimiz kısım, tasvirlerden bildiğiniz üzere epey parlaktır ve çubuğumsu bir görüntüye sahiptir. Yoğun miktarda yıldız içerir ve fazlaca radyasyon yayar. Merkezindeki yıldızlar yaşlıdır ve aynı zamanda metalce zengindir. Metalce zengin demek, hidrojen ve helyum dışındaki elementlerden bolca bulunduğu anlamına gelir.

Galaksimizin merkezi görünür ışıkta pek gözlenemez; çünkü bunu engelleyen yoğun gaz ve toz bulutlarına sahiptir. Ancak radyo dalgaları, kızılötesi radyasyon, X-ışınları ve gama ışınları gibi diğer radyasyon türleri sayesinde merkezi inceleyebiliriz. (Görünür ışıkta ne yazık ki “kör” durumdayız.) Kızılötesi ve radyo teleskopları bu konuda adeta birer kahramandır.

Samanyolumuzun merkezinde yaşlı ve çok sayıda yıldız olduğunu söylemiştik. Fakat bu parlak çubuğumsu yapıyı bir arada tutan şey yalnızca yıldızlar değildir. Galaksimizin merkezinde Sagittarius A* adında süper kütleli bir karadelik bulunmaktadır.

Sagittarius A süper kütleli kara deliği

Peki, merkezdeki bu karadelik nasıl gözlemlendi ya da varlığı nasıl ortaya atıldı? Karadeliğin varlığı dolaylı olarak kabul edilmiştir. Bruce Balick ve Robert Brown, 1974’te Yay Takımyıldızı yönünde güçlü bir radyo kaynağı keşfetti. Bu kaynağa Sagittarius A* adı verildi.

Karadeliğin varlığı sadece bu keşifle doğrulanmadı. Büyük teleskoplar, merkezdeki yıldızların yörüngelerini çok hassas şekilde ölçmeye başladı. En dikkat çeken yıldız ise S2 (S0-2) oldu. Bu yıldız, Sagittarius A*’ın çok yakınında hızlı bir yörüngede dönmektedir. Yörüngenin şekli, sapmaları ve hızı; merkezde muazzam kütleli fakat görünmeyen bir cismin olduğunu gösterdi.

Bu cismin yaklaşık 4 milyon Güneş kütlesinde olduğu ve ışıma yapmadığı anlaşıldı. Bunun sonucunda bu cismin bir karadelik olması fikri gitgide güçlendi. Sonunda, 2022 yılında Sagittarius A* görüntülendi. Event Horizon Telescope (EHT), kara deliğin olay ufkuna yakın bölgesini görüntüledi.

Galaksimizin merkezi hakkında artık yeterince bilgiye sahibiz. Şimdi öğrendiklerimizi temize çekme zamanı. Aslında anlattıklarımızda iki yapıyı birlikte ele aldık: çekirdek ve merkezi çıkıntı.

Çekirdek, yoğun gazların ve tozların bulunduğu; kara deliğin ve etrafındaki nükleer yıldız kümesinin yer aldığı bir yapıdır. Bunu yumurtanın sarısı olarak düşünebiliriz. Merkezi çıkıntıyı ise yumurtanın kendisi olarak ele alalım. Merkezi çıkıntıda küresel yıldız kümeleri ve yaşlı yıldızlar bulunur. Yıldız oluşumu için gereken madde burada yeterli olmadığından yeni yıldız oluşumu pek gözlenmez.

Çekirdek ve merkezi çıkıntıdan sonra sırada galaktik disk vardır. Biraz da galaktik diskin oluşumundan bahsedelim. Galaksilerin oluşumu sırasında, kütle çekim etkisiyle gazlar çekilirken ufak da olsa bir dönme hareketi yaparlar. Açısal momentumun korunumundan dolayı bu maddeler dönerken yassılaşır ve disk benzeri bir yapı meydana getirirler.

Bu disk; gaz ve toz bulutlarını, açık yıldız kümelerini ve spiral kolları içerir. Burada yıldız oluşumu oldukça fazladır çünkü yıldız doğum evleri (moleküler bulutlar) bu bölgede bulunur. Buradaki yıldızlar sürekli oluşum hâlinde oldukları için genelde genç ve orta yaşlıdır. Merkezi çıkıntıda yıldız oluşumu pek olmadığından oradaki yıldızların çoğu yaşlıdır demiştik.

Tüm galaksiyi küresel olarak saran bir de dış bölgemiz vardır: halo. Halo, küresel yıldız kümelerini ve yaşlı yıldızları barındırır. Seyrek gaz içerir ve galaksinin ilk oluşum dönemine ait yıldızları taşıdığı için galaksinin erken zamanlarına ışık tutar.

Ve son yapımız ise karanlık madde halosu. Bu yapı en dışta yer alır ve hiçbir yıldız kümesi ya da gaz içermez. Yazımızın başlarında da dediğimiz gibi, karanlık maddenin çökmesiyle ilk başta karanlık madde haloları oluşmuştur. Bu halolar galaksilerin iskeleti olarak kabul edilir; çünkü galaksilerin iç maddesinin dağılmasını önler ve dengede tutarlar. Fakat gözlemlenemezler, çünkü herhangi bir ışıma yapmazlar.

Galaksimizin yapılarından bahsettik. Şimdi sırada şu soru var: “Bizim konumumuz nerede?” Bizim nerede olduğumuzu hiç merak ettiniz mi? Güneş Sistemimiz, ballandıra ballandıra anlattığımız galaktik diskin kollarından birinde yer almaktadır. Hesaplamalara göre sistemimiz yaklaşık 250 milyon yılda bir galaktik yörüngesini tamamlar.

Peki ama tam olarak neredeyiz? Galaksimizin kaç tane kolu olduğunu hiç merak ettiniz mi? Samanyolu’nun kaç tane kolu olduğu astronomlar arasında hâlâ tartışılan bir konudur. Resimli tasvirlerde genelde dört ana kol görünür. Merkezden çıkan iki ana kol vardır: Perseus Kolu ve Scutum-Centaurus Kolu. Bu kollar kendi içinde daha sönük kollara ayrılır; bunlar Carina-Sagittarius ve Norma kollarıdır.

Samanyolumuz, Perseus ve Sagittarius kolları arasında yer alan Orion Kolu üzerinde bulunur. Merkezden yaklaşık 26.000 ışık yılı uzaklıkta, galaksinin kenarına yakın bir bölgede yer alan bir sistemin içindeyiz.

Yerimizi öğrendik, peki ne kaldı geriye? Neden “Samanyolu” deriz, hiç düşündünüz mü?

İngilizce makalelerde hep “Milky Way” olarak adlandırılan galaksimiz, bizde neden “Samanyolu” olarak anılır? Bu isimlerin tarihi çok eskilere dayanır. Aslında bu ad Farsçadan geçmiştir. “Saman çeken” anlamına gelen Kahkesân, Osmanlıcaya Kehkeşan olarak geçmiştir.

Ardından Türk mitolojisi “Samanyolu” ismini şöyle açıklamıştır: Zamanında samanlıktan saman çalan bir hırsız, çaldığı samanları götürürken bunlar ufak ufak dökülür ve ardında bir şerit bırakır. Bu şerit, karanlık bir gecede gökyüzüne baktığınızda gördüğünüz ışıklı kuşağı oluşturur ve bu kuşağa “Samanyolu” denir.

Yunan mitolojisinde ise bu olaya ilişkin hikâye şöyledir: Zeus, bir insanla yaptığı çocuğu Herakles’i Hera’nın sütüyle beslemek ister. Hera uyurken Zeus çocuğu onun göğsüne koyar ve çocuk emmeye başlar. Ancak Hera uyanır ve tanımadığı bir bebeğin memesini emdiğini görünce korkuyla onu iter. Bu sırada göğsünden fışkıran süt, gökyüzündeki beyazımsı, süte benzeyen şeridi oluşturur

Yunanlar bu şeride kúklos galaxías (κύκλος γαλαξίας), yani “süt çemberi” adını vermiştir. “Galaksi” sözcüğü de bu kelimeden türetilmiştir. Bu nedenle “Milky Way Galaxy” ifadesi aslında “Sütlü Yol Galaksisi” gibi bir anlama gelmektedir.

Efsaneler dünyanın her yerindedir. Birileri “Samanyolu”, birileri “Sütlü Yol” derken; Koreliler gümüş nehir anlamına gelen 은하수 (Inhasu), Çinliler ise 银河 (Yínhé) demiştir. Bunun gibi daha pek çok kavram vardır; örneğin “Kuş Yolu” gibi. Ama hepsinde ortak bir yön vardır: İnsanlığın gökyüzünde gördüğüne olan merakı. Bu merak efsaneler yaratmış, araştırmalara itmiş, insanları düşündürmüştür. Ve anlarız ki bizleri var eden asıl şey bu merak olmuştur; çünkü her daim bizi bir amaca itmiştir. Kiminin amacı gördüğümüz şeridin içindeki maddeleri araştırmak, kiminin amacı ise ona bir isim verip nasıl oluştuğunu anlamaya çalışmaktı.