Galaksilerarası yıldız

Galaksilerarası yıldızlar olarak bilinen olgunun keşfedildiği Başak Kümesi.

Galaksilerarası yıldız (aynı zamanda küme içi yıldız veya yetim yıldız olarak da bilinir), herhangi bir gökadaya kütleçekimsel olarak bağlı olmayan bir yıldızdır. 1990'ların sonlarında bilim camiasında yoğun tartışmalara konu olmuşsa da, galaksilerarası yıldızların günümüzde diğer yıldızlar gibi gökadalarda ortaya çıktığı ve daha sonra ya gökadaların çarpışması ya da birçok gökadanın merkezinde bulunan süper kütleli bir kara deliğe çok yakın hareket eden çoklu yıldız sisteminin etkisiyle dışarı atıldığı genel olarak kabul edilmektedir.

Bilimsel literatürde galaksilerarası yıldızlar toplu olarak küme içi yıldız popülasyonu veya kısaca IC popülasyonu olarak adlandırılır.

Keşif

Yıldızların yalnızca gökadalarda var olduğu hipotezi, Ocak 1997'de galaksilerarası yıldızların keşfiyle çürütülmüştür. İlk keşfedilen yıldızlar Başak Kümesi'ndeydi ve günümüzde burada yaklaşık bir trilyon kadarının bulunduğu tahmin edilmektedir.

Oluşum

Fareler Gökadaları gibi gökadalar arasındaki çarpışmaların, galaksilerarası yıldızların bir kaynağı olduğu yaygın olarak düşünülmektedir.

Galaksilerarası yıldızların süper kütleli kara delikler tarafından dışarı atılması için önerilen mekanizmalar.

Bu yıldızların nasıl ortaya çıktığı hala gizemini korumaktadır, ancak astrofizikçiler tarafından birkaç bilimsel olarak güvenilir hipotez öne sürülmüş ve yayımlanmıştır.

En yaygın hipotez, iki veya daha fazla gökada arasındaki çarpışmanın bazı yıldızları galaksilerarası uzayın engin boş bölgelerine fırlatabileceğidir. Yıldızlar normalde gökadaların içinde bulunsalar da, gökadalar çarpıştığında kütleçekim kuvvetleri tarafından dışarı atılabilirler. Galaksilerarası yıldızların öncelikle aşırı derecede küçük gökadalardan kaynaklanmış olabileceğine inanılmaktadır, çünkü yıldızların küçük bir gökadanın kütleçekimsel etkisinden kaçması, büyük bir gökadanınkinden daha kolaydır. Bununla birlikte, büyük gökadalar çarpıştığında bazı kütleçekimsel bozulmalar da yıldızları dışarı atabilir. Ağustos 2015'te yayımlanan galaksilerarası uzaydaki süpernovalar üzerine bir çalışma öncül yıldızların, süper kütleli kara delik merkezleri birleşirken iki dev eliptik gökada arasındaki bir galaktik çarpışma sırasında konak gökadalarından dışarı atıldığını öne sürmüştür.

Gökada çarpışmaları hipotezini dışlamayan başka bir hipotez ise galaksilerarası yıldızların, eğer varsa, gökada merkezindeki süper kütleli kara delikle yakın bir karşılaşma sonucu gökadalarından fırlatıldığıdır. Böyle bir senaryoda galaksilerarası yıldız(lar)ın, başlangıçta diğer yıldızların süper kütleli kara deliğe çekildiği ve kısa süre sonra galaksilerarası yıldıza dönüşecek olan yıldızın hızlandırılarak çok yüksek hızlarda dışarı atıldığı çoklu bir yıldız sisteminin parçası olması muhtemeldir. Böyle bir olay teorik olarak bir yıldızı o kadar yüksek hızlara çıkarabilir ki, yıldız bir "yüksek hızlı yıldıza" dönüşerek tüm gökadanın kütleçekim kuyusundan kaçabilir. Bu bağlamda (1988 tarihli) model hesaplamaları, Samanyolu Gökadası'nın merkezindeki süper kütleli kara deliğin ortalama her 100.000 yılda, bir yıldızı dışarı atacağını öngörmektedir.

Gözlem tarihçesi

Hubble Uzay Teleskobu Ocak 1997'de Başak Kümesi içerisinde çok sayıda galaksilerarası yıldız keşfetmiştir. Yine Ocak 1997'de daha sonra yayımlanan başka bir çalışma, gökbilimcilerin 1992 ve 1993 yıllarında Ocak Kümesi'nde bir grup galaksilerarası gezegenimsi bulutsu keşfettiğini doğrulamıştır.

2005 yılında Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Warren Brown ve ekibi, bir nesnenin uzaklaşması veya yaklaşması durumunda seste meydana gelen değişimlere benzer şekilde ışıktaki değişimlerin gözlemlendiği Doppler Tekniği'ni kullanarak yüksek hızlı yıldızların hızlarını ölçmeye çalışmıştır. Ancak bulunan hızlar yalnızca tahmini minimumlardır, çünkü gerçek hızları araştırmacılar tarafından bulunan hızlardan daha büyük olabilir. "Yeni keşfedilen bu sürgün yıldızlardan biri Büyük Ayı takımyıldızı yönünde gökadaya göre yaklaşık saatte 1,25 milyon mil (yaklaşık 2 milyon km/saat) hızla hareket etmektedir ve 240.000 ışık yılı uzaklıktadır. Diğeri ise Yengeç takımyıldızına doğru, saatte 1,43 milyon mil (yaklaşık 2,3 milyon km/saat) hızla dışa doğru hareket etmekte ve 180.000 ışık yılı uzaklıktadır."

2000'li yılların sonlarında galaksilerarası ortamdan kaynaklanan ancak kökeni bilinmeyen dağınık bir ışıma keşfedilmiştir. 2012 yılında bunun galaksilerarası yıldızlardan kaynaklanabileceği öne sürülmüş ve gösterilmiştir. Sonraki gözlemler ve çalışmalar konuyu detaylandırmış ve dağınık ekstragalaktik arka plan ışımasını daha ayrıntılı olarak tanımlamıştır.

Vanderbilt'ten bazı gökbilimciler Samanyolu'nun kenarında, Andromeda Gökadası ile Samanyolu arasında 675'ten fazla yıldız tespit ettiklerini bildirmişlerdir. Bu yıldızların Samanyolu'nun Galaktik Merkezi'nden fırlatılmış yüksek hızlı (galaksilerarası) yıldızlar olduğunu savunmaktadırlar. Bu yıldızlar, yüksek metalliğe (bir yıldız içindeki hidrojen ve helyum dışındaki kimyasal elementlerin oranının bir ölçüsü) sahip kırmızı devlerdir ve bu da iç galaktik bir kökene işaret eder, çünkü gökada disklerinin dışındaki yıldızlar düşük metalliğe sahip olma ve daha yaşlı olma eğilimindedir.

Yakın zamanda keşfedilen bazı süpernovaların en yakın yıldız veya gökadadan yüz binlerce ışık yılı uzakta patladığı doğrulanmıştır. Samanyolu civarında bulunan çoğu galaksilerarası yıldız adayının kökeninin Galaktik Merkez değil, Samanyolu diski veya başka bir yer olduğu görülmektedir.

Kütle

Spitzer Uzay Teleskobu 2005 yılında evrenden kaynaklanan arka planda o zamana kadar bilinmeyen bir kızılötesi bileşen ortaya çıkarmıştır. O zamandan beri diğer uzay teleskoplarıyla mavi ve X-ışını da dahil olmak üzere diğer dalga boylarında başka anizotropiler de tespit edilmiş ve bunlar artık toplu olarak dağınık ekstragalaktik arka plan ışıması olarak tanımlanmaktadır. Bilim insanları tarafından birkaç açıklama tartışılmış, ancak 2012'de bu dağınık radyasyonun ilk kez galaksilerarası yıldızlardan nasıl kaynaklanabileceği öne sürülmüş ve gösterilmiştir. Eğer durum buysa, toplu olarak gökadalarda bulunan kütle kadar kütle içerebilirler. Bu büyüklükte bir popülasyonun bir zamanlar "foton eksikliği krizi"ni açıkladığı düşünülmüş ve karanlık madde probleminin önemli bir bölümünü açıklayabileceği belirtilmiştir.

Bilinen konumlar

İlk galaksilerarası yıldızlar Başak Kümesi'nde keşfedilmiştir. Bu yıldızlar en yakın gökadadan yaklaşık 300.000 ışık yılı uzakta bulunmalarıyla, yani izole olmalarıyla dikkat çekerler. Kesin kütlelerini belirlemek zor olsa da, galaksilerarası yıldızların Başak kümesinin kütlesinin yaklaşık yüzde 10'unu oluşturduğu ve potansiyel olarak kümedeki 2.500 gökadanın herhangi birinden kütlece daha fazla olduğu tahmin edilmektedir.

Gökbilimciler 2012 yılında Samanyolu'nun kenarında, Andromeda Gökadası'na doğru yaklaşık 675 yetim yıldız tanımlamışlardır. Bu yıldızların muhtemelen Samanyolu'nun çekirdeğinden, merkezdeki süper kütleli kara delikle etkileşimler sonucu dışarı atıldığı düşünülmektedir. Vanderbilt Üniversitesi'nden Kelly Holley-Bockelmann ve Lauren Palladino liderliğindeki çalışma, bu yıldızların sıra dışı kırmızı rengini ve yüksek hızlarını vurgulayarak galaktik merkezden yaptıkları dramatik yolculuğa işaret etmiştir.

Ayrıca bakınız

• Mavi başıboş
• Galaksilerarası toz
• Küme içi ortam
• Yetim gezegen
• Yıldız kinematiği

İlave kaynaklar

• Graham, M. L.; Sand, D. J.; Zaritsky, D.; Pritchet, C. J. (2 Temmuz 2015). "Confirmation of Hostless Type Ia Supernovae Using Hubble Space Telescope Imaging". The Astrophysical Journal. 807 (1): 83. arXiv:1505.03407 . Bibcode:2015ApJ...807...83G. doi:10.1088/0004-637X/807/1/83. ISSN 1538-4357. 
• Sand, David J.; Graham, Melissa L.; Bildfell, Chris; ve diğerleri. (22 Şubat 2011). "Intracluster Supernovae in the Multi-epoch Nearby Cluster Survey". The Astrophysical Journal. 729 (2): 142. arXiv:1011.1310 . Bibcode:2011ApJ...729..142S. doi:10.1088/0004-637X/729/2/142. ISSN 0004-637X.