Galaksi Nedir? Farklı Galaksi Tipleri Nelerdir? Galaksiler Nasıl Oluşur ve Evrimleşir?

Galaksi; kütleçekimi etkisiyle bir arada tutulan yıldızlar, yıldız artıkları, yıldızlar arası gaz, toz ve karanlık madde sistemlerine verilen bir isimdir. Bu malzemelerin tamamı, kütleçekimi sayesinde galaksi içinde tutulmaktadır ve bu muazzam kütleçekimini sağlayan unsurlardan birisi, galaksilerin birçoğunun merkezinde bulunan kara deliklerdir (ancak kara delik bulunmaksızın da galaksi merkezlerindeki yüksek kütleli madde, galaksinin geri kalanını sistem dahilinde tutabilir). Kara delikler hakkında çok daha fazla bilgiyi buradaki yazımızdan alabilirsiniz.

Galaksiler içindeki gezegenler, gezegenlerin uyduları, asteroitler, yıldızlar, tozlar, bulutsular, karanlık madde ve nötron yıldızları milyonlarca yıllık süreçte oluşur oluşturur. Evren'imizde var olan, her biri muhteşem bir yıldız sistemine ve gaz topluluğuna sahip birçok galaksi vardır.

Her bir galaksi içerisindeki yıldız sayısı, yapısı ve gaz bulutları bakımından benzersizdir. Tıpkı her ülkenin birbirinden farklı olduğu gibi... Gezegenimizi tanımlarken yer çekimi, çekirdek, atmosfer, su ve kara kütlelerinin oluşturduğu yüzey gibi bilgileri kullanıyoruz. Gezegenler, birçok farklı ekosistem tiplerinden oluşur. Tıpkı yoğun insan nüfusu olduğu gibi, yoğun yıldız popülasyonlarına sahip galaksiler de vardır.

Dünya, Güneş Sistemi'nde Samanyolu Galaksisi içerisinde bulunan bir gezegendir. Güneş, galaksi içerisinde dış tarafa 1/4 oranında yakın, merkeze ise 3/4 oranında uzak bir konumda yer almaktadır.

Tüm galaksilerin hareketlerinden çıkan sonuca göre, galaksilerin oluşturduğu galaksi kümeleri, Evren'in genişlemesine bağlı olarak birbirinden uzaklaşmaktadırlar. Örneğin Samanyolu Galaksisi, saatte 2.2 milyon kilometreye (saniyede 600 kilometreye) ulaşan bir hızla Evren içinde hareket etmektedir! Bu demek oluyor ki milyarlarca yıl önce, bir noktada tüm galaksiler bir arada bulunuyorlardı. Bunca zamandır galaksileri birbirinden uzaklaştıran bir "patlama" olduğu ve bu patlamanın Büyük Patlama olduğu söyleniyor. Büyük Patlama hakkında ayrıntılı bilgi almak istiyorsanız buraya tıklayabilirsiniz.

Tıpkı Dünya'mız, gezegenimize özgür sayısız malzemeden oluştuğu gibi, her galaksi de eşsiz bir gaz, toz ve yıldızların karışımından oluşmaktadır. Dünya'da birçok ülke olduğu gibi, galaksilerin de kendi içinde farklı tipleri vardır.

Galaksi Oluşumu

Galaksi oluşumunu ve evrimini açıklayan birçok model, evrenin ilk zamanları hakkında bildiklerimize; evrenin ilk zamanları hakkındaki bilgimiz ise Büyük Patlamanın artıkları olan kozmik mikrodalga arka plan ışıması hakkındaki modellere dayanmaktadır. Evrenin ilk zamanlarında yüksek sıcaklıktan dolayı maddenin yoğunlaşıp öbekler oluşturması mümkün değildi. Ancak zamanla evrenin genişleyerek soğumasıyla birlikte gaz ve toz kümeleri oluştu. Bu büyük kümeleri zamanla yoğunlaşıp kendi kütle çekim alanları altında çökerek galaksileri meydana getirdiler.

Bunun dışında, galaksilerin oluşumunu açıklayan iki önemli model mevcuttur. Bunlar; yukarıdan aşağıya (İng: "top-down") ve aşağıdan yukarıya (İng: "bottom-up") modelleridir. İlk model, galaksilerin çok büyük gaz bulutlarının kendi içine çökmesiyle oluştuğunu savunurken ikinci model ise galaksilerin, daha küçük boyuttaki gaz bulutlarının çarpışarak birleşmeleri sonucunda oluştuğunu savunmaktadır.

Galaksilerin oluşumu her ne kadar birbirine benzese de oluştuktan sonraki görünümleri farklıdır. Farklı tipte galaksi oluşumunun, ilk başta onu oluşturan gaz bulutunun ya da bulutlarının açısal momentumuna bağlı olduğu düşünülmektedir. Çarpışmadan ya da çöküşten sonra oluşan bu ilkel galaksi, eğer büyük bir açısal momentuma sahipse oluşan galaksi düz bir yapıya sahip, hızla dönen bir sistem (sarmal galaksi) oluşturma eğiliminde olurken; görece daha küçük açısal momentuma sahip olduğunda ise daha küresel bir sistem (eliptik galaksi) oluşturma eğiliminde olmaktadır. Günümüzde de galaksi oluşumu ve evrimi konusunda tartışmalar devam etmektedir ve açığa çıkarılmayı bekleyen birçok soru ve model barındırmaktadır.

Galaksi Evrimi

Galaksiler oluşumlarından sonsuza dek aynı kalmayabilirler. Belli bir süre sonra onları oluşturan yıldızların hayatlarının son bulması, başka bir galaksiyle çarpışma ya da başka bir galaksinin çekim alanından etkilenme gibi sebeplerle form değiştirebilir, yani evrimleşebilirler. Galaksi evrimini üç sınıfa ayırabiliriz; pasif evrim, diğer galaksilerle etkileşim sonucu evrim ve seküler evrim.

Pasif Evrim

Galaksinin başka galaksilerle çarpışmayarak ya da etkileşime girmeyerek bozulmadan kaldığı, sürekli yeni yıldız oluşumlarından yoksun bir evrimleşme türüdür. Bu galaksilerdeki oldukça parlak ve yüksek kütleli yıldızlar zamanla anakol evresinden çıkıp kırmızı dev olurlar ve bu da galaksinin gitgide daha sönük, kırmızımsı bir görünüm almasına neden olur. Evrende izole halde kalmış, erken tip eliptik galaksiler bu şekilde evrimleşirler.

Diğer Galaksilerle Etkileşim Sonucu Evrim

Galaksilerin başka galaksilerle etkileşime girmesi, yeni yıldız oluşumlarının tetiklenmesine sebep olabilir. Böyle bir durumda galaksinin yapısı, rengi ve parlaklığı değişecektir. Yeni yıldız oluşumları galaksinin parlaklığını artırırken aynı zamanda daha genç ve büyük kütleli yıldızların varlığı galaksinin daha mavimsi bir renge sahip olmasına neden olur. Tabii zamanla, tıpkı pasif evrimde de olduğu gibi bu yeni yıldızlar anakol evresinden çıkacak ve galaksinin özellikleri çarpışmadan önceki haline geri dönecektir.

Fakat bu etkileşimin (ya da çarpışmanın) yıldız oluşumlarıyla sonuçlanmaması da mümkündür. Böyle bir durumda galaksinin rengi ve parlaklığı aynı kalırken yalnızca yapısı değişir. Yani sarmal bir galaksi merceksi galaksiye; merceksi galaksi ise eliptik galaksiye dönüşebilir.

Sürekli (Seküler) Evrim

Sürekli evrim, yavaş ve istikrarlı bir evrimdir. Böylesi bir evrim, galaksilerin etraflarındaki maddeyle uzun sürede etkileşmesi (örneğin gaz toplaması) sonucu gerçekleşir. Ya da bu süreç spiral kolların veya çubukların neden olduğu iç yapı süreçleriyle şekillenir. Bu nedenle seküler evrim, özellikle disk yapısına sahip galaksilerin evriminde önemli bir role sahiptir ve eliptik galaksilerin oluşumunu göreli olarak daha az etkilediği düşünülmektedir.

Galaksi Tipleri (Türleri)

Galaksiler, morfolojik yapılarına göre sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırma zaman içerisinde değişse de bazı kavramlar günümüzde halen ilk günkü gibi anılmaktadır.

Aslında, 20. yüzyıldan önce Samanyolu dışında galaksilerin var olduğu bile bilinmiyordu. Bu galaksiler, bulanık bulutları andırdığından astronomlar onları "bulutsu", ya da daha bilinen adıyla "nebula" olarak adlandırmışlardı. Yani gökyüzünde böyle yapılar olduğu pekâlâ biliniyordu, ama Samanyolu'nun bir parçası oldukları sanılıyordu. Tıpkı Samanyolu gibi ayrı ve çok uzakta yer alan yapılar olduklarına dair hiçbir fikrimiz yoktu. Daha sonra 1920'lerde astronom Edwin Hubble Andromeda'nın bir bulutsu değil galaksi olduğunu gösterdi. Andromeda, Samanyolu içerisinde olamayacak kadar uzaktaydı.

Bugün ise neredeyse tüm mevcut galaksi sınıflandırma sistemleri, 1926'da Hubble tarafından önerilen ilk şemanın sonucudur. Bu şemayı Hubble çatal diyagramı olarak adlandırmaktayız. Hubble çatal diyagramında morfolojik yapılarına göre galaksiler dört ana gruba ayrılır: Bunlar; spiral (sarmal) galaksi, çubuklu-sarmal galaksi, eliptik galaksi ve düzensiz galaksidir.

1) Spiral Galaksi

Spiral galaksiler Evren'de en yaygın bulunan galaksi tipidir. Samanyolu'na en yakın galaksi olarak bilinen Andromeda Galaksisi bu tipte bir galaksidir. Spiral galaksiler; disk merkezlerinde bir şişkinlik ve halo bölgesine sahiptir. Galaksinin merkezi, yaşlı yıldızları barındıran, toz ve gaz bulutlarından yoksun olan küre biçiminde bir çıkıntı içeren çekirdeğe benzer. Galaksinin spiralleri dairesel şekli oluşturur. Spiral galaksinin kolları, diskten çıkar ve burası yeni yıldızların oluşacağı yerlerdir.

Space Facts

Bazı galaksilerde "halo bölgesi" adı verilen parlak bir bölge bulunur. Halo Bölgesi, galaksinin dış kenarında bulunan, küresel yıldız kümeleri olarak bilinen eski yıldızların, küresel şekilli oluşturduğu bir topluluktur. Görünür ışıkta kolay kolay fark edilmeyen ancak gökadanın iki katı büyüklüğüne yayılabilen bir yapıya sahiptir. Halo bölgesinde "yıldızlararası gaz" olarak bilinen düşük yoğunluklu gaz ve toz bu bölgede bolca bulunur. Halo bölgesi aslında görünmezdir; ancak Samanyolu'nun bu görünmez kitle olmadan nasıl görüneceğine dair simülasyonlar vardır.

Kurzweilai

2) Çubuklu Spiral Galaksi

Samanyolu Galaksisi bu grup içerisindedir. Çubuklu Spiral Galaksileri özellik bakımından normal Spiralli Galaksiler ile farklılık göstermezler. Ancak aynı zamanda şişkin merkez boyunca uzanan parlak yıldız çubukları vardır.

Burada, yıldız renkleri ile ilgili kısa bir bilgi vermek istiyoruz. Yıldızlar, birçok farklı dalga boyunda ışık yayarlar. Ancak bir yıldız emisyonunun yoğunlaştığı ışığın dalga boyu, yıldızın sıcaklığıyla ilgilidir. Yıldız ne kadar sıcak olursa o kadar mavi ışık yayar, ne kadar soğuk olursa o kadar kırmızı ışık yayar. Yıldızların evrimi, ömürleri ve Hertzprung-Russel Diyagramı hakkında daha ayrıntılı bilgi almak için buraya tıklayabilirsiniz.

Konumuza dönecek olursak: Galaksinin merkezindeki parlak şişkin bölgede çok düşük aktivite ve çoğunlukla kırmızı yıldızlar vardır. Galaksinin yıldız çubuklarında ve kollarında yıldız oluşumu gibi aktiviteler daha fazla gerçekleşir.

Space Facts

Güneş'in galaksi içerisinde bulunduğu kol, en fazla gaz içeren bölgedir ve burada yeni yıldızlar oluşturulur. Bu bölgede bol miktarda mavi yıldız bulunur.

Bilim insanları, galaksimizin kütlesinin %90'ının karanlık maddeden oluştuğunu düşünmektedir. Bu tüm "aydınlık madde" (veya "sıradan madde") olarak diyebileceğimiz çıplak gözle veya teleskop yardımıyla görebileceğimiz kısmı %10 yapar.

3) Eliptik Galaksi

Eliptik galaksiler uzamış küresel şekilleri ile merkezde çekirdek veya çıkıntı olmamasıyla tanınabilir. Eliptik galaksilerde çekirdek olmamasına rağmen, galaksi merkezi daha parlaktır ve dışa doğru parlaklığı azalır. Yıldızlar, gazlar ve diğer malzemeler Eliptik Galaksi boyunca yayılmıştır. Eliptik galaksilerin neredeyse yuvarlak ve uzun olması nedeniyle şekilleri puroya benzetilir. Bu tip galaksilerdeki yıldızlar görece daha yaşlı yıldızlardır.

Eliptik Galaksilerin kütlesinin büyük bir kısmının merkezlerinde bulunan kara delik oluşturduğu düşünülmektedir. Bu tür galaksilerin düşük aktiviteleri vardır ve genellikle düşük kütleli yaşlı yıldızlar bulunur. Çünkü yıldız oluşumu için gerekli olan gaz ve tozlar bulunmamaktadır.

Space Facts

Evrende bilinen en büyük eliptik galaksiler bir trilyona kadar yıldız barındırabilmekte ve iki milyon ışık yılı çapında olabilmektedirler. Bu galaksiler dev eliptik galaksiler olarak adlandırılır. Ancak elbette bütün eliptik galaksiler, dev eliptik galaksi değildir. Bunların yanında çok daha küçük boyutta olanları da mevcuttur ve boyutlarına göre bazıları cüce eliptik galaksi olarak adlandırılır.

4) Düzensiz Galaksi

Adından da anlaşılabileceği gibi bu tip galaksilerin şekilleri düzensizdir. Düzensiz Galaksiler gaz, toz, yıldızlar, bulutsu oluşumlardan, nötron yıldızlarından, kara deliklerden ve tüm galaksilerde ortak olan elementlerden oluşur. Düzensiz Galaksiler IO ve IM olarak iki sınıfa ayrılır. IM galaksileri, en sık bulunan düzensiz galaksiler arasında meydana gelir ve sarmal gökada kollarının izi görülebilir. IO galaksileri ise tamamen rastgeledir ve "kaotik" olarak da isimlendirilir. Bilinen gökadaların yaklaşık %20'si Düzensiz Galaksi olarak tanımlanmıştır. Dünya'dan en iyi görülebilen Düzensiz Galaksi, Küçük Macellan Bulutu'dur ve bir IM Galaksisidir.

Flickr

Düzensiz Galaksiler genellikle onları spiral veya eliptik olarak tanımlamak için yeterli bir yapıya sahip değildir. Bazı durumlarda çubuk yapı özelliğini gösterebilirler ve aktif yıldız oluşumu bölgelerine sahip olabilirler. Bazı küçük düzensiz galaksiler, yaklaşık 13.5 milyar yıl önce oluşan en eski galaksilere benzer şekilde "Düzensiz Cüceler" olarak isimlendirilir. Düzensiz galaksiler yapılarıyla veya eksiklikleriyle tanımlanırlar.