Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, bir galaksi üst kümesine dönüşme yolunda olan galaksilerin bir “protoküme” (önküme) olduğu düşünülen bir yapının keşfini bildirdi. Yapılan gözlemler, Dünya’dan 11 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan, protokümenin evrenin 3 milyar yaşındayken, kozmosun belirli bölgelerinde yıldızların daha yüksek oranlarda üretildiği bir çağda ortaya çıktığını gösterdi.

Galaksiler bile yalnız olmayı sevmezler. Gökbilimciler bir süredir galaksilerin gruplar ve kümeler halinde bir araya gelme eğiliminde olduğunu biliyor olsa da, galaksi oluşumundan arkadaş gruplarına geçiş süreci kozmolojide hala açık bir soru olarak kalmıştır. Yapılan yeni çalışmada, uluslararası bir gökbilimciler ekibi, oluşum halindeki bir gökada birikimi gibi görünen nesnelerin keşfini bildirdi – bir önküme olarak bilinir.

Arizona Üniversitesi Steward Gözlemevi’nden çalışmanın astronomlarından Brenda Frye, “Bu keşif, nihai hedefimize ulaşmak için önemli bir adım: evrendeki en büyük yapılar olan galaksi kümelerinin bir araya gelişini anlamak” dedi. Güneş sistemimize ev sahipliği yapan gökadamız Samanyolu, Yerel Grup olarak bilinen ve Başak Üstkümesi’nin bir parçası olan bir gökada kümesine aittir. Ama 11 milyar yıl önce Başak gibi bir üstküme neye benziyordu?

Frye göre, “İlk kümeler hakkında hala çok az şey biliyoruz, çünkü kısmen çok soluk, optik ışıkla algılanamayacak kadar soluklar. Aynı zamanda, milimetre altı gibi diğer dalga boylarında da parlak bir şekilde ışıma yaptıkları biliniyor.”

Başlangıçta Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Planck teleskopu tarafından tüm gökyüzü araştırmasının bir parçası olarak keşfedilen bu önküme, elektromanyetik spektrumun uzak kızılötesi bölgesinde belirgin bir şekilde ortaya çıktı. 2000’den fazla aday nesneden (kümelenme sürecinde olabilecek yapılar) oluşan bir numuneyi inceleyen araştırmacılar, PHz G237.01+42.50 veya kısaca G237 olarak adlandırılan bir protokol kümesiyle karşılaştılar.

Gözlemler umut verici görünüyordu, ancak kimliğini doğrulamak için diğer teleskoplarla takip gözlemleri de gerekiyordu. İtalya’daki INAF liderliğindeki ekipten Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden Mari Polletta, UArizona tarafından yönetilen Arizona’daki Büyük Binoküler Teleskop ve Japonya’daki Subaru Teleskobu’nun birleşik gücünü kullanarak gözlemleri gerçekleştirdi.

Bu birleşik çalışmanın sonucunda ekip, G237 önkümesi’ne ait 63 gökada tespit etti. Orijinal keşif Herschel Uzay Gözlemevi ve Spitzer Uzay Teleskobu arşiv verileri ile birlikte bir makalede yayınlandı (ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021 … S.503L…1K/abstract). İlk başta, G237’nin gözlemleri, gerçekçi olamayacak kadar yüksek bir toplam yıldız oluşum hızı anlamına geliyordu ki ekip, verileri anlamlandırmakta zorlandı.

Frye, “G237 gibi galaksi protokümelerini, devasa galaksilerin bir araya geldiği bir galaksi tersanesi olarak düşünebiliriz, evrenin 3 milyar yaşında olduğu bir zamanda sadece bu yapı vardı. Aynı zamanda, şeceresi düşündüğümüzden daha yakın olabilir. Evren homojen ve her yönden aynı olduğu için, Samanyolu’nun, çok gençken G237’ye benzer bir önküme düğümüne kenetlenmiş olabileceğini düşünüyoruz” dedi.

Araştırmacılar, G237 protokümesinin Samanyolu’na göre 10.000 kat daha fazla yıldız oluşturuyor gibi göründüğünü belirttiler. Bu hızdaki, bir önkümenin yıldız yakıtını hızla tüketmesi ve ardından Başak Üstkümesine benzer karmaşık bir sisteme yerleşmesi beklenir. Bu tür yüksek verimli oluşumlar ancak yıldızlar için gereken hidrojen gazını sürekli bir yakıt enjeksiyonu ile pompalayarak sağlanabilir.

Frye’e göre, “G237’de şimdiye kadar keşfedilen 63 galaksinin her biri, aşırı hızda çalışan bir yıldız fabrikası gibiydi. Sanki galaksiler yıldızları bir araya getirmek için fazla mesai yapıyorlardı. Üretim hızı sürdürülemezdi. Böyle bir hızda, tedarik zincirlerinin yakın gelecekte kırılması ve galaksi tersanesini kalıcı olarak kapatacak şekilde olması beklenir.”

Frye, “bu sonuca göre, yıldız oluşturan fabrikaları beslemek için makul olmayan miktarda taze gaz çeken verimli ve kesintisiz bir tedarik zinciri gerektiğini ve bu gazın nereden geldiğini bilmediklerini” söyledi. Daha sonra ekip, sinyalin bir kısmının önküme ile ilgisi olmayan galaksilerden geldiğini keşfetti, ancak alakasız sinyaller kaldırıldıktan sonra bile, Poletta’ya göre toplam yıldız oluşum hızı, yılda en az bin güneş kütlesi gibi yüksek kaldı.

Karşılaştırma için, Samanyolu’nun her yıl yaklaşık bir güneş kütlesi ürettiğini hatırlamak gerekir. Frye, “Şimdi parçaları birleştirdiğimizde gördüğümüz resim, galaksileri ve içlerindeki yıldızları bir araya getirmek için yüksek verimlilikle çalışan ve daha sürdürülebilir bir enerji kaynağına sahip olan başarılı bir galaksi tersanesinin resmidir” dedi.

Evrendeki tüm galaksiler, kozmik ağ adı verilen üç boyutlu örümcek ağı şeklini andıran dev bir yapının parçasıdır. Kozmik ağın lifleri, burada kullanılan analojideki galaksi tersanelerine eşit olan düğümlerde kesişir. Frye, ” Filamanların, hidrojen gazının, galaksiler arası uzayın dağınık ortamından düğümlerdeki bu aç, yeni oluşan önküme yapılarına transferine aracılık ettiğine inanıyoruz” dedi.

Gelecekteki araştırmalara işaret eden Polletta şunları söyledi: “Bu yeni oluşan yıldızları doğuran ve süper kütleli kara delikleri besleyen gazın izini sürmek amacıyla bu ve diğer Planck protokol kümeleri hakkında gözlemlenen olağanüstü aktivitenin kökeni ve açıklanması için daha fazla gözlemi analiz etme sürecindeyiz.”

Frye, Aralık ayında fırlatılacak James Webb Uzay Teleskobunu kullanarak Büyük Dürbün Teleskobundan gelen verileri planlı gözlemlerle birleştirmeyi dört gözle beklediklerini ve “Önkümeler, astronomide yalnızca bu yeni gözlemevinin yanıtlayabileceği, muhteşem yıldız oluşumunu hangi mekanizmaların harekete geçirdiği ve hidrojen kaynağının ne zaman tükeneceği ve bu galaksi tersanesini kapamaya zorlayacağı gibi kilit soruları araştırmak için bir fırsat sunuyor” dedi.