Düzgün dağılmış bir galaksiler arası ortam keşfedilmemiş olmakla birlikte galaksiler arası ortamda gaz bulunmuştur. Galaksiler arası gaz ortamını incelemek için en uygun araçlar kuasarlardır. Herhangi bir dağınık galaksiler arası ortam kuasarla bizim galaksimiz arasındaki uzayın tamamını doldurur. Kuasarın yakınlarında gazın soğurma çizgileri kuvvetli bir biçimde kırmızıya kayacak, galaksimize yaklaştıkça, gazın soğurma çizgilerindeki kırmızıya kayına miktarı gittikçe azalacaktır. Bunun sonucunda sürekli bir soğurma bandı ortaya çıkar. Bunun tersine, atom halindeki hidrojenden oluşan ayrı ayrı bulutlar dar soğurma, çizgilerine sahiptirler. Uzaklardaki bazı kuasarların tayflarının Lyman alfa dalga boylarında böyle dar çizgiler bulunmuştur. Bu çizgiler kuasarla bizim aramızdaki sayısız hidrojen bulutları tarafından üretilmiştir. Daha ağır elementlere ilişkin soğurma çizgileri de gözlenmekle birlikte Lyman alfanın avantajı, evrende en bol bulunan element olan hidrojen tarafından üretilmekte olmasıdır.
Kuasarlar, Lyman alfa dalga boylarında ışıma yapan iyonlaşmış gazlar içerirler. Sıcak, büyük kütleli yıldızların ya da etkin bir galaksi çekirdeğinin varlığı durumunda, bu cisimler iyonlaştırıcı foton kaynağı olduklarından, ışınım şiddeti daha da artar. Bu fotonlar hidrojeni iyonlaştırır ve hidrojen atomları yeniden oluşurken yoğun Lyman alfa ışınımı verir. Bizim galaksimizdeki yıldızlararası ortam bu ışınımı çok kuvvetli bir biçimde soğurduğundan, yakın galaksilerden kaynaklanan Lyman alfa ışınımını saptamak oldukça zordur. Bununla birlikte, uzak galaksilerden kaynaklanan Lyman alfa çizgisini tayfın daha saydam bölgelerine taşıdığından, kırmızıya kaymanın yararlı katkıları olur. Sonuç olarak, hem salma ve hem de soğurma sonucunda morötesi bölgede oluşan Lyman alfa çizgileri 3 veya 4 faktörüyle kırmızıya kayarak görsel bölgeye gelmiş olarak da olsa incelenebilir.
Astronomların yüksek oranda kırmızıya kaymış bir Lyman alfa çizgisi aramalarının özel bir nedeni vardır; o da böyle bir çizginin varlığının henüz bir galaksiler arası bulut- tan yeni yeni oluşma sürecindeki bir galaksinin ipuçlarını bulmayı ümit etmeleridir. Her ne kadar bu yöndeki çabalar şu ana kadar pek bir sonuç vermediyse de Lyman alfa soğurma çizgileri, bazıları evrimlerinin çok erken evrelerinde olabilecek, doğrudan gözlenebilmek için çok uzak olan galaksilerin gaz içerikleri konusunda bazı ilginç ipuçları verebilmektedir.
Neden kuasarlara doğru olan Lyman alfa soğurma çizgilerinin geçmişte, galaksilerin gaz içeriklerinin günümüzdeki tipik bir galaksiden kat kat fazla olduğu dönemlerdeki durumları konusunda bilgi verebileceklerini düşünüyoruz? Bir kuasara doğru olan bakış doğrultusu üzerinde bir galaksiye rastlama olasılığı oldukça küçük, yalnızca yüzde bir kadardır. Bu nedenle, eğer sayıları galaksiler kadar çoksa, soğurucu bulutların yakınlardaki tipik galaksilerden çok daha büyük boyutlu olmaları gerekir. Ya da sayıca galaksilerden fazla olabilirler. İlginçtir ki farklı bulut türlerinde her iki olasılık da doğru gibi görünüyor. Her iki durumda da günümüzde rastlanan sistemlerden gaz bakımından çok daha zengin sistemler üzerinde çalışılması gerekiyor.
Soğurucu bulutların tipik yıldızlararası gaz bulutlarından daha az evrim geçirmiş olduklarına ilişkin kuvvetli bir ipucu daha var: Lyman alfa soğurma çizgisi veren birçok bulut ya çok az miktarda ağır element içerir ya da hiç içermez. Hidrojenin yanısıra karbon, azot, oksijen, demir, silikon ve hatta çinko ve krom içeren başka bulutlar bulunduysa da bunlardaki ağır element bolluğunun güneştekinden daha düşük olduğu konusunda hiçbir kuşkuya yer yoktur. Ağır elementlerin kesin yokluğu ise bu cisimlerin galaksinin çok erken dönemlerinde biçimlendiğinin bir göstergesidir. Gerçekte birbirinden oldukça farklı üç sınıf soğurucu bulut saptanmıştır.
Hiç ağır element içermeyen en eski döneme ait Lyman alfa bulutlarında çizgi şiddeti zayıftır. Soğurma çizgisinin şiddeti, bulut içindeki atom sayısının bir ölçüsüdür. Bu nedenle çizgi zayıflığı bize,bu bulutlardaki atom halinde bulunan hidrojen oranının düşük olduğunu anlatır. Atomların sayısı , herhangi bir yıldızlararası bulutta gözlenenin çok altındadır. Bu da en eski Lyman alfa bulutlarının çok düşük yoğunlukta, iyonlaşmış hidrojenden meydana gelmesi demektir.
Bulutun boyutları Lyman alfa ‘ormanından’ hesaplanabilir. Sayılan aradaki çok sayıdaki buluttan geliyormuşçasına yüksek olan zayıf çizgilere bu nedenle ‘orman ‘ adı verilmiştir. Astronomlar hemen yanlarında bulunan kütleçekimsel mercek etkisi altındaki kuasar çizgileriyle Lyman alfa ormanını karşılaştırırlar. Kütle çekimsel mercek etkisi altındaki kuasar, çift görüntü veren gerçekte tek bir kuasardır: kuasardan gelen ışınlar aradaki bir galaksi tarafından bükülerek kuasarın birbirinden birkaç açı saniyesi uzaklıkta iki görüntüsü oluşturulur. İki kuasar görüntüsü birbirlerinden , soğurucu bulutların kırmızıya kaymalarında yalnızca 30 kiloparsek kadar ayrılırlar. İki kuasar görüntüsü bütün bulutlardan kaynaklanan çizgilerin her iki kuasarda da bulunmaması dışında birbirinin tıpatıp aynıdır. Buradan da bulutların çapının 30 kiloparsekten küçük olması gerektiğini, 10-20 kiloparsek civarında olduğu sonucunu çıkarıyoruz. Belli bir bakış doğrultusundaki bulutların sayısı, Samanyolu gibi galaksilerin sayısından çok daha fazladır. Bu bulutların, sonraları çökerek çok sık rastlanan cüce galaksileri oluşturduğu düşünülüyor.
Öte yandan metalce zengin olan soğurucu bulutlar büyük olasılıkla uzak galaksilerdeki yıldızlararası bulutlardır. Bu galaksiler öylesine uzak ve sönüktürler ki , göreceli olarak parlak olan kuasarın ışığı altında boğuldukları için görülmeleri oldukça zordur. Ama gene de yakında bulunanlardan bazıları görülebilir: düşük miktarda kırmızıya kayma gösteren bazı soğurucu bulutların uzun poz süreleriyle alınmış duyarlı görüntülerinde genellikle aynı miktarda kırmızıya kayma gösteren ve daha yakında bulunan bir galaksinin varlığı da ortaya çıkar. Buradan, soğurucu bulutların galaksinin halesinde yer aldıklarını ve tipik bir hale gibi galaksi merkezinden 100 kiloparsek uzaklıklara kadar yayıldıkları sonucunu çıkarıyoruz.
En büyük kütleli bulutlar çok kuvvetli Lyman alfa çizgilerinden tanınırlar. Böyle tek bir buluttaki hidrojen atomu sayısı, rastgele bir açıdan bakıldığında gaz bakımından zengin olan disk biçimli galaksilerdeki hidrojen atomu sayısıyla karşılaştırılabilir. Böyle bir bulut Samanyolu’nun yıldızlarının henüz oluşmadığı , gaz bakımından zengin olduğu ilk dönemlerine karşılık gelir. Bu büyük kütleli bulutların tayflarında, her ne kadar bollukları Güneştekilerin yüzde biri ile onu arasına olsa da ağır elementlerin varlıklarına rastlanır. Buradan, bu bulutların henüz oluşma aşamasındaki galaksi diskleri olduğunu düşünüyoruz. Bunların kırmızıya kayma miktarlarının, evrenin yaşının şimdikinin henüz üçte birinden az olduğu dönemleri simgeleyen 2 ile 3 arasında olduğunu görüyoruz.

Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com

Yazar: Taner Tunç

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here