Gökada

Birçok gökadanın Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilmiş fotoğrafı

NGC 3982 adlı sarmal gökada

Gökadaların bir araya gelmesinden oluşan gökada takımları.

Gökada (ayrıca Galaksi) kütleçekim ile birbirine bağlı yıldızlar, yıldızlararası gaz ve toz, plazma ve karanlık maddeden oluşan düzenektir. Gökadaların barındırdığı birkaç milyon (Cüce gökada) ile bir trilyon arasındaki yıldızlar ortak bir çekim merkezi çevresindeki yörüngede dönerler. Bunların yanı sıra gökadaların ayrıca yıldız kümeleri de içerebileceği saptanmıştır.

Gökadalar genellikle biçimlerine (veya görsel biçim bilimine) göre sınıflandırılırlar. Bu açıdan 3 farklı tür bulunur: Eliptik gökadalar, sarmal gökadalar ve düzensiz gökadalar.

Gözlemlenebilen evrende 100 milyar gökada bulunduğuna inanılmaktadır. Çoğu gökada bin ile birkaç yüz bin parsek genişliğinde olup aralarında milyonlarca parsek mesafe olacak biçimde evrende dağılmış bulunmaktalar. Gökadalararası uzay ise ortalama yoğunluğu 1 atom/m³ den az gaz içermektedir. Gökadaların çoğunluğu aşama sırasına göre önce gökada takımları sonra da üsttakımlar oluşturacak biçimde düzenlidirler.

Kuramsal olmakla birlikte, karanlık madde çoğu gökadanın toplam kütlesinin 90%'ına denk gelmektedir. Ancak bilimsel aygıtlar ile görülemeyen bu maddenin doğası henüz açıklık kazanmamıştır.

Gözlem tarihçesi

1610 yılında Galileo Galilei bugün Samanyolu olarak bilinen parlak gökyüzü bölümünü inceleme koyulur, ve çok sayıda yıldızdan oluştuğunun farkına varır. 1755'de Immanuel Kant ise Thomas Wright'ın çalışmalarını da kullanarak, Güneş düzeneğimize benzer biçimde, Gökada'mızın da kütleçekim ile bir arada tutulan ve dönen bir yıldız kümesi olduğu (haklı olarak) kurgulandı. Kant ayrıca o dönemde gözlemlenebilen birkaç bulutsunun da ayrı gökadaları olabilecekleri varsayımında bulundu. 18. yüzyılın sonlarına doğru Charles Messier en parlak 109 bulutsu hakkında bilgiler içeren bir katalog yayımladıktan sonra 5000 bulutsuya sahip bir katalog da William Herschel tarafından yayımlanır.

1845 yılında Lord Rosse eliptik ile sarmal bulutsular arasında ayrım yapabilen bir teleskop geliştirir. Daha sonra, 1917 yılında ise Heber Curtis Andromeda gökadası'ndaki S Andromedae adlı novayı gözlemler ve ortalama olarak bizim gökadamızdakilerden 10 kat daha soluk olduğunu saptar. Buradan yola çıkarak 150.000 parsek mesafede bulunduğu tahminini yapar ve "ada evrenler" denencesini (hipotezini) destekler. Bu denenceye göre, sarmal bulutsuların bağımsız birer gökada olduğu savunulur.

1920'lerde Harlow Shapley ile Heber Curtis arasında, Samanyolu ve sarmal bulutusuların doğasının yanı sıra evrenin boyutu hakkında olan tartışmaları o döneme damgasını bırakır. Konu Edwın Hubble tarafından yeni bir teleskop sayesinde sonuca bağlanır. Hubble, sarmal bulutsuların dış kesimlerinde yer alan bazı yıldızları gözlemeyi başarıp , bulutsunun mesafesini hesaplar, ve Samanyolu'nun parçası olamayacak kadar uzak oldukları ortaya çıkar. 1936 yılında, Hubble hâlâ kullanımda olan biçimsel bir gökada sınıflandırma düzeneği önerir (Hubble düzeni).

Samanyolu'nun biçimini ve Güneş'in onun içerisindeki konumunu saptamaya yönelik ilk çalışmalar, farklı bölgelerdeki yıldızların sayısını saymaya dayalı olarak, 1785'de William Herschel tarafından başlatılmıştırlar. Bu yöntem Jacobus Kapteyn tarafından 1920'lerde tekrar gündeme gelir. Harlow Shapley farklı bir yaklaşım benimseyerek, 70 kiloparsek çapında düz bir tekerin merkezinden uzakta yer alan bir Güneş sonucuna varır. Ancak o ana kadar yapılan incelemelere soğurma etkeni katılmamıştı. Bu olgunun Robert Julius Topler tarafından incelenmesi ile, günümüz gökada görünümü kuramlarına ulaşılmıştır.

1944'de, Hendrik van de Hulst'un yıldızlararası hidrojen atomlarınndan kaynaklanan mikrodalga ışınımı ortaya çıkarması ile gökada incelemeleri yeni bir boyut kazandı. Zira, bu ışınım soğurmadan etkilenmiyor ve Doppler etkisi de gökada içerisindeki gazların haraketlerini belirlemekte kullanılabiliyor.

1970'lere gelindiğinde ise, Vera Rubin'in çalışmaları sonucunda, gökadalardaki yıldız ve gaza bağlanan toplam kütle, gökadanın dönme hız düzeyi için yeterli olmadığı saptandı. Dolayısıyla bu eksik kütle görülemeyen ve büyük miktarlarda bulunan karanlık maddenin varlığı ile açıklandı.

1990'ların başında Hubble Uzay Teleskobu sayesinde daha nitelikli gözlemler gerçekleştirilmeye başlandı. Hubble Derin Alan adı verilen ve başlangıçta göreceli olarak boş olduğuna inanılan bir gökyüzü bölümünün incelenmesi sonucunda, evrende 175 milyar gökada olduğuna dair kanıt bulundu. İnsanlar için görünmez olan birçok tayfı gözlemleyebilen gözlem aygıtlarının (radyo teleskop, x-ışını teleskobu, kızılötesi , vb) geliştirilmesi ile Hubble tarafından saptanamayan birçok gökada daha bulundu.

Samanyolu

Gökyüzünün diğer kısımlarına nazaran çok daha parlak olan görünen yıldızlar topluluğu, Güneş'in de bulunduğu gökadamız Samanyolu'dur. Ancak görülebilen, Samanyolu'nu meydana getiren kollarından sadece biridir.

Samanyolu Gökadası ortalama 200 milyar yıldızdan teşekkül etmiştir. Gökada disk şeklindedir ve bu şekil çıplak gözle bile fark edilebilir. Samanyolunun ekvatoru boyunca çevreye göz gezdirilirse, yıldızlar arası madde (plazma) ve yıldızlar açıkca görülebilir. Yukarıda belirtildiği gibi bu Gökadada bulunan 200 milyar yıldızın büyük çoğunluğu, diskin merkezinde toplanmıştır. Yaklaşık otuz bin ışık yılı çapında olan bölgeden çevreye doğru uzaklaştıkça yıldız küresinin ve parlaklığının azaldığı görülür. Samanyolu gökadası disk çapı yaklaşık olarak yüz bin ışık yılıdır.(ışık yılı; ışığın bir yılda gittiği yoldur)(~30kpc(1pc=3,26IY=~3*10^13km)=~100000 IY) Samanyolu Gökadası 4 kısım altında incelenmektedir: 1-) karın 2-) ince teker 3-) kalın teker 4-) aylâ

Gökada merkezinin karın yarıçapı birkaç kpc civarındadır.

Gökada diskindeki yıldız yoğunluğu n olmak üzere,n gökada merkezinden olan uzaklığa bağlı olarak dışa doğru hareket ettikçe(merkezden uzaklaştıkça) bir e faktörü kadar azalır(n(R)~e^(-R/hr)). Burada hr: bir uzunluk ölçeğidir.2-4 kpc arasında değişen bir ölçek.

Disk yıldızlarının yaklaşık %95 i ince disk üzerinde bulunmaktadır.Genç ve büyük kütleli yıldızlar tamamı burada bulunur.İnce diskin dikey doğrultuda yüksekliği yaklaşık 300-400pc'tir.kalın diskin ise yüksekliği 1000-1500pc'tir.Kalın disk yıldızları ince disk yıldızlarından daha erken tarihlerde oluşmuştur ve ağır element bakımından daha fakirdir.Kalın diskteki yıldızlar kütlece daha hafiftirler.

Gökadamızın karın kısmı ve disk kısmı merkezi etrafında dönmektedir.Diskteki yıldızlar yaklaşık 200km/sn hızla galaktik merkez etrafında dolanma yaparlar.

Gökadaların yaklaşık % 80 kadarı disk biçimlidir.

Bu disklerin içerisinde bulunan yıldızlar, genellikle iki şekilde sıralanmıştır. Bu sıralama ya düzenli bir şekildedir veya spiral biçimde bir kol üzerinde dizilmiştir. örneğin Gökadamızda bu spiral şekil açıkça göze çarparken, bazı Gökadalar hiçbir şekle girmemekte ve nizam dışı bir diziliş göstermektedir. Diğer Gökada tipleri başlıca; çubuk şeklinde Gökadalar, eliptik Gökadalar (bütün galaksilerin yaklaşık % 20'si) ve düzensiz (irregular) Gökadalardır. Gökadalar genellikle, Gökada kümeleri olarak gruplanmışlardır. Bu kümeler içinde en çok bilineni Başak Takım Yıldızı içindeki Virgo kümesidir.

Sistemimizin yıldızı olan Güneş'in Samanyolundaki yeri de her zaman merak konusu olmuştur. Gökadamızın merkezinden oldukça uzakta yer alan güneş, kendi merkezi çevresinde dönmektedir. Güneş sistemimizin bulunduğu mevkide Gökadanın kalınlığı 3000 ışık yılı civarındadır.

Samanyolu Gökadasının dışına çıkılıp birkaç milyon ışık yılı gidildiğinde, bu gibi başka gök adalara da rastlanılır. Biçimleri ve büyüklükleri değişiktir. Birbirine az çok benzeyenler varsa da eş olanı yok gibidir. Küçük dürbünlerle gökyüzünü taradığı zaman, ışık veren gaz bulutu gibi gözükürler. Onun için çoğuna nebülöz denmiştir. Büyük teleskoplarla, bazılarının yıldızları tek tek ayırt edilebilir.

Dünyadan 1,5 veya 2 milyon ışık yılı uzaklığındaki Andromeda nebölozu gerçekte bir Gökadadır. Üstelik boy ve biçim bakımından bizim Gökadamız Samanyoluna çok benzer ve yaklaşık 300 milyar yıldızdan meydana gelmiştir.

Gökadaların uzayda rastgele dağıldıklarını ileri süren teoriler, modern araçlarla yapılan gözlemler neticesinde önemini kaybetmiş, hepsinin belli bir intizam içinde yer aldıkları, ayrıca Gökadaları teşkil eden yıldızlar ve diğer gök cisimlerinin de hepsinin belli bir kanun içinde hareket ettikleri, içinde bulunduğumuz Samanyolu Gökadası gibi milyonlarca Gökadanın var olduğu, bütün bunların saniyede binlerce kilometre hızla hareket ettikleri anlaşılmıştır. Günümüzde imal edilen geliştirilmiş uzay aletleriyle yapılan gözlemlerde, Gökadaların spektrumunda görülen kırmızıya yakın kayış, bu kaçışın devam ettiğini göstermektedir. Bu gök adalarının spiral şekli, söz konusu kaçışı açıkça ifade etmektedir.

Astrofizikçilerin yapmış olduğu son araştırmalarda Gökadaların milyarlarca yıllarla ölçülen ömürleri içinde birbirleriyle çarpıştıkları açıklanmıştır. Çekim güçlerinin Gökadalara birbirine yaklaştırması neticesinde meydana gelen bu dev kozmik olay sonucunda spiral eliptik Gökadalara dönüştüğü ileri sürülmektedir. Diğer bir görüşe göre de eliptik Gökadalar, çoğu büyük Gökada kümeleri içinde bulunurlar. Bu gruplar içindeki yalnız Gökadalar diğer Gökadalarca hızla çekilir. Bu durumda bir Gökada diğerine çarpmaktansa yanından geçmeyi tercih eder.

Son zamanlarda bir Amerikan astronom grubu, dünyadan 150 milyon ışık yılı uzaklıkta yeni bir Gökada gruplaşmasının (çapı 250 milyon ışık yılı), çok büyük bir kütle çekimi uyguladığını buldu. Öyle ki, aralarında Samanyolu ve Andromeda'nın da bulunduğu binlerce Gökada bu merkeze doğru çekilmektedir. Bu merkez ve çevresindeki Gökadalar sisteminin hepsine Uzayın büyük çekim merkezi adı verilmiştir. Ancak bu akıl almaz büyüklükteki çekim merkezi, uzayın kestirilen kütlesinin ancak binde biri kadardır.