Yakındaki Cüce Galaksiler Oksijenlerinin Çoğunu Kaybediyor: Hubble Verileri Gösteriyor

Gas zengini cüce galaksilerin, yıldızlarının ürettiği oksijenin ancak yaklaşık onda birini koruduğu görünüyor; NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu verileriyle 37 yakın sistemde yapılan bir sayım bu sonucu ortaya koyuyor.

Bu Hubble görüntüsü, Oksijini Rüzgarlar Kaybeden Galaksiler (GLOW) çalışmalarından biri olan NGC 4449 cüce galaksisini gösteriyor. Görüntü kaynağı: NASA / ESA / Hubble Heritage-ESA / Hubble İşbirliği / Alessandra Aloisi, STScI & ESA.

“Oksijen, galaksilerin içinde bulunan yıldızlar tarafından üretilir,” dedi Utah Üniversitesi’nden gökbilimci Dr. Grace Telford.

“Oksijenin geçmişte bir noktada galaksilerin içinde olması gerektiğini biliyoruz, dolayısıyla oksijenin dışarı fışkırdığından emin olabiliriz.”

“Bunu yapmak için de malzemenin ana galaksilerden çıkıp galaksiler arası boşluğa sürüklenmesi için büyük yıldızlardan ve süpernovalardan enerji gerekir.”

Oksijini Rüzgarlar Kaybeden Galaksiler (GLOW) projesi kapsamında Dr. Telford ve meslektaşları, Dünya‘dan yaklaşık 19,5 milyon ışık yılı uzaklıktaki ve kütlesi Güneş’in yaklaşık 3 milyonundan 3 milyar katına kadar değişen cüce galaksileri inceledi.

Her galaksinin ne kadar oksijen içermesi gerektiğini hesaplamak için, galaksilerin yıldız oluşumu geçmişini yeniden inşa etmek amacıyla Hubble’ın bireysel yıldız gözlemlerini kullandılar.

Ardından galaksilerin gaz, yıldız ve tozundaki gerçek oksijen miktarını topladılar.

Galaksiler, yıldızlarının ürettiği oksijenin yüzde 4 ile 25’i arasında, ortalaması yaklaşık yüzde 11’ini koruduğu görüldü.

Korunan oksijenin neredeyse tamamı yıldız veya tozda değil, gaz içinde bulunuyor.

Kalanı ise büyük ölçüde süpernovalardan kaynaklanan outflow’lar (madde püskürtmeleri) tarafından atılmışa benziyor; bu, uzun süredir öne sürülen fikir ve current çalışma bunu sağlam sayısal değerlerle destekliyor.

Kütleli bir komşudan 3,3 milyon ışık yılından daha uzakta olan galaksiler, oksijenlerinin her zaman yüzde 15’inin altında’sını koruduğu gözlemlendi.

Daha yoğun çevrelerde veya büyük bir galaksiden 3,3 milyon ışık yılı içinde bulunanlar ise daha fazla saçaklanma gösterdi; en yüksek koruma değerlerinin çoğu da bunların içindeydi.

Bu, oksijenin bu galaksilere geri dönüştürülüyor olabileceğini ya da galaksilerin komşularının zaten zenginleştirdiği gazı yutuyor (akretör) olabileceğini işaret edebilir.

Kayıp oksijen, her galaksinin etrafındaki gaz halosunun çevre-galaktik ortamında mı yoksa tamamen kaçmış mı?

Daha önce, yüksek iyonlaşmış bir oksijen formundan yapılan ultraviyole gözlemler, galaksilerin ürettiği miktarın yaklaşık %1-7’sini açıklıyor.

Diğer iyonlaşma durumları için düzeltme yaptıktan sonra yazarlar, halo’ların %5-35 arasını barındırabileceğini tahmin ediyor; bu da büyük bir kısmın hala galaksilerin yerçekimi etkisinden kaçmış olabileceğini gösteriyor.

Astronomlar sonuçlarını üç kozmolojik simülasyonla da karşılaştırdı.

Üçü de kütle-metaliklik ilişkisini yeniden üretiyor, ancak küçük galaksilerin gözlemlerde görüldüğünden daha fazla metalini koruduğunu öngörüyor.

Sadde bir galaktik-evrim modeli kullanan araştırmacılar, verilerin en iyi şu durumda uyum sağladığını buldu: Akıntılar, küçük galaksilerden oransal olarak daha fazla kütleyi götürüyor, akış yapan gaz, galaksinin yıldızlararası ortamından yaklaşık iki kat daha fazla metalik; ve bu galaksilere gaz birikimi yaklaşık %40 oranında baskılanıyor.

“Bu yüzden, pratik nedenlerle oksijeni seçtik,” dedi GLOW projesi sorumlu bilim insanı Dr. Kristen Wingfield McQuinn, Uzay Teleskobi Enstitüsü’nde NASA’ın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu’nun Operasyon Merkezi başkanı ve Rutgers Üniversitesi’nde bir astronom.

“Oksijen, yıldızlar tarafından üretilen temel öğelerden biri. Ne kadar oksijen üretildiğini ve ardından bunun galaksilerin içinde ve dışında ne kadar dağıtıldığını izleyebilmek, galaktik-evrimi anlamamıza yardımcı oluyor.”

“Aynı zamanda galaksilerin, çevre-galaktik ortam denilen galaksiler arası boşluğu nerede ve ne kadar zenginleştirdiğini öğrenmemize de yardımcı oluyor.”

Sonuçlar Astrophysical Journal‘de yayımlandı.

Kristen B.W. McQuinn et al. 2026. GLOW. II. Low-mass Galaxies’de Oksijen Sayımı. ApJ 1011, 158; doi: 10.3847/1538-4357/ae93a6