‘Galaksi Evrimi Kaşifi’ tarafından görüntülenen göz alıcı Andromeda Galaksisi (M31). Altındaki sarımsı galaksi, uydusu M110, üstündeki mavi galaksi ise M32’dir. Andromeda’nın bilinen 39 cüce uydu galaksisi vardır ve bunların çoğu Andromeda’ya düşmeden çok önce sönmüştür. 

Gökbilimciler, birleşmelerin galaksi büyümesinde büyük rol oynadığını bilirler. Şu anda Samanyolu, Büyük ve Küçük Macellan Bulutlarını yavaş yavaş tüketiyor.

Kanıt, yaklaşık 600.000 ışık yılı uzunluğundaki Macellan Akıntısı adı verilen bir gaz akıntısıdır. Samanyolu (MW), bu gazı bulutlardan siler ve bulutların onu tutacak kadar kütlesi yoktur. Çok daha büyük bir kütle çekimsel  güç ile çekişmeyi kaybediyorlar.

MW, birçok başka galaksiyi de önceleri tüketti. Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Gaia görevi, MW’nin milyarlarca yıl önce Gaia-Enceladus-Sosis cüce galaksisini tükettiğini gösterdi.

Komşumuz Andromeda’nın birçok uydu cüce galaksiye ev sahipliği yaptığı ve geçmişte birleşmelerle büyüdüğü biliniyor. Yeni bir araştırma, uzun ve karmaşık birleşme sürecini anlamak için cüce galaksileri inceliyor.

Büyük ölçüde ESA’nın Gaia misyonu sayesinde, gökbilimciler Samanyolu’ndaki bir milyardan fazla yıldız için çok sayıda doğru öz hareket ölçümüne sahipler. Bu, uydu galaksilerin yörüngelerini zamanda geriye doğru çıkarmalarına olanak tanıyor.

Büyük mesafelerdeki tek tek yıldızları uzamsal olarak çözümleme yeteneğiyle birleştiğinde, gökbilimciler artık kütle çekimsel olarak ilişkili olmasalar bile kökenleri aynı olan yıldız popülasyonlarını tespit edebiliyorlar.

Araştırmacılar, tüm bu verileri bir arada kullanarak, uydu galaksilerin çok daha büyük ev sahiplerinin yörüngesinde dönerken fiziksel süreçler tarafından nasıl şekillendiğine dair iç görüler elde edebileceklerini belirtiyorlar.

Bilim insanları, “Yerel Grup, içindeki benzersiz bakış açımız sayesinde galaksi evrimi teorileri için benzersiz bir test ortamı sunuyor” diye açıklamada bulunuyor.

Önceki araştırmalarda, cüce galaksilerin kütle çekimine nasıl düştüğü ve bu süreçte hangi noktada söndükleri, yani yeni yıldızlar oluşturmak için gerekli gazdan nasıl yoksun kaldıkları incelenmişti.

Büyük galaksi gazı kendine çeker ve bu da bazen büyük galakside büyük bir yıldız oluşumu patlamasına neden olabilir. Bir bakıma, büyük galaksi küçük uydusunu yer ve yeni yıldızlarını çalar. 

Araştırmacılar, birleşme sürecinin kritik bir parçası olan uydu galaksilerin nasıl söndürüldüğünü anlamak istediler. “M31’in 39 uydu galaksisi için öz hareketler, düşme süreleri ve ilk astronomik geçiş süreleri için tahminler sunuyoruz” dediler.

“Uyduların yörünge geçmişlerine ilişkin bu kısıtlamaları, yayınlanmış yıldız oluşum geçmişleriyle birlikte kullanarak, M31 benzeri konakçıların uydularını söndürmek için baskın çevresel mekanizmaları araştırıyoruz” diye açıkladılar.

Bu geniş açılı görüntü, 2,5 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan Andromeda galaksisinin (M31) yörüngesinde dönen bilinen uydu galaksilerin dağılımını göstermektedir. Sarı daire içine alınmış 36 küçük galaksi gösterilmiştir.

En belirgin cüce galaksi, birkaç milyar yıl önce Andromeda ile çarpışan daha büyük bir galaksinin çekirdeğinin kalıntısı olabilecek kompakt bir elipsoidal galaksi olan M32’dir.

Sonuçlar, M31’in yalnızca en büyük kütleli uydularının, PeriSantr’dan sonra 3 milyar yıldan fazla yıldız oluşumunu sürdürebildiğini gösteriyor. PeriSantr, bir uydunun M31’e en yakın olduğu ve güçlü kütle çekimine maruz kaldığı noktadır.

Ekip, bunun “çarpma basıncı, gel gitsel soyulma ve/veya gaz birikiminin durması, güneş kütlesi < 10 ^7,5 M _⊙ olan cüce galaksilerin M31 uydusu haline geldiklerinde yıldız oluşumunu güvenilir bir şekilde söndürdüğünü” gösterdiğini belirtiyor.

Bu düşük kütleli uydular hayatta kalmak için mücadele ediyor. Araştırmacılar, elde ettikleri sonuçların, bunların büyük bir kısmının Andromeda ile karşılaşmadan çok önce söndüğünü gösterdiğini belirtiyor.

Araştırmacılar, “geriye kalan düşük kütleli uyduların çoğunun, ilk merkez geçişlerinden önemli ölçüde önce söndüğü, en düşük kütleli olanların bazılarının ise 10 milyar yıla kadar söndüğü görülüyor” diyorlar.

Bazıları, gazın UV radyasyonuyla ısıtıldığı reiyonizasyonla söndürülür. Aşırı ısındığında, cüce galaksiden kaçmak için yeterli kinetik enerji kazanır. Fotobuharlaşır veya bir nevi kaynayarak uydu galaksiden uzaklaşır.

Ancak, çok erken aşamada söndürülen düşük kütleli uydu galaksilerin çoğu, araştırmacıların “ön işleme” adını verdiği bir yöntemle söndürülür.

Bu durumda, uydu galaksi, Andromeda’dan daha düşük kütleli farklı bir ana galaksinin yakınında zaman geçirmiştir. Bu ön işleme, gazı ısıtıp uzaklaştırarak söndürmeye yol açabilir.

Macellan Akıntısı, Samanyolu’nun en büyük iki uydusu olan Büyük Macellan Bulutu ve Küçük Macellan Bulutundan yıldız oluşturan gazı sömürdüğünün kanıtıdır. 

Araştırma ekibi, bu sonuçları Samanyolu hakkında bilinenlerle karşılaştırdı. İki galaksinin niteliksel olarak farklı uydu galaksi popülasyonlarına sahip olduğunu buldular.

Ekip, “özellikle, Samanyolu’nun uyduları genellikle daha uzun süredir uydu konumundaydı ve M31’in uydu popülasyonuna göre içe doğru düşüşten sonra daha hızlı söndüler” dedi.

Ayrıca önceki araştırmalara dayanarak, Samanyolu’nun uydularının “çoğunlukla eski (> 11 milyar yıl) sönme sürelerine ve/veya eski (> 9 milyar yıl) içe doğru düşüş sürelerine sahip olduğunu ve popülasyonun %76’sını oluşturduğunu” belirttiler.

Ancak Andromeda’nın uyduları, hem çökme hem de sönme süreleri açısından daha geniş ve daha eşit bir dağılıma sahiptir. Bu, her iki galaksinin uydularının gözlem ve ölçümlerindeki farklılıklardan kaynaklanıyor olabilir.

Ya da, Büyük ve Küçük Macellan Bulutları gibi önemli istisnalar dışında, kütlesel enerjinin uydularını Andromeda’dan daha erken tükettiği anlamına gelebilir.

Araştırmacılar, “M31’in uydularında, en fazla sönmenin perisantr’dan önce, hatta düşmeden önce gerçekleştiğini görüyoruz.”

“Bu, herhangi bir iç sönme, diğer haleler ve/veya kozmik ağ tarafından ön işleme veya en eski vakalardan birkaçında yeniden iyonlaşma yoluyla sönme ile tutarlıdır” dediler.

Gökbilimciler, birkaç yıl öncesine kıyasla çok daha fazla veriye erişebiliyor ve bu, devasa galaksilerin uydularını nasıl söndürüp tükettiğini incelemelerine olanak tanıyor.

Söndürme, birleşmenin temel bir parçasıdır ve bu araştırma, gökbilimcilerin bunun farklı galaksilerde nasıl farklı şekilde işlediğini anlamalarını sağlıyor.

Ekip, “M31 uydularının özellikleri, çevresel etkilerin (dış basınç, gelgit soyulması veya gaz birikiminin durması) Evren’deki düşük kütleli uydu galaksilerin varlığını güvenilir bir şekilde söndürdüğü gerçeğini yansıtıyor” sonucuna vardılar.