Dünyamızı Evliya Celebi gibi geziyoruz ama “yine de bitmiyor” diyoruz. Peki bir uzay aracımız olsaydı ve dünyadaki gibi, uzak mesafelere hızla gidebilseydik, kendi Samanyolu galaksimizde nerelere kadar ulaşabilirdik? Benzer bir soruyla, kendi galaksimiz acaba ne kadar büyük, içinde kaç tane yıldız var? Geceleri gökyüzüne bakıp sonsuz sayıda yıldız var diye düşünüyoruz ama aslında çıplak gözle sadece Güneş Sistemi’ne birkaç on ışık yılı uzaklıktaki beş bin kadar yıldızı görebiliyoruz. Sonra da “biz bu kadarını görüyorsak galaksimizde kumsaldaki kum tanelerinin sayısı kadar, yani milyarlarca yıldız vardır” diyoruz. Peki gerçekten kumsalda kaç tane kum tanesi vardır, ya da Samanyolu galaksimizde kaç tane yıldız vardır, bunu bilebilir miyiz? Birincinin değil de, ikinci sorunun cevabını vermeye çalışalım.
Sürekli bir odanın içinde yaşayan bir kişinin hiç dışarı çıkmadan ülkesinin fotoğrafını çekmesi ve ülkede kaç kişinin yaşadığını tahmin etmesi gibi zor bir problem düşünün. Galaksimizdeki yıldız sayısını bulmak da biraz buna benziyor. Bu nedenle önce mesafelerden bahsedelim o zaman. Samanyolu galaksisinin bir baştan bir başa çapı 100 bin ışık yılı ve 1 ışık yılı da 9.5 trilyon kilometre dersek bayağı büyük bir mesafeden bahsettiğimiz anlaşılır. Ancak işin güzel tarafı, bu oda kalın duvarlardan yapılmamış ve uzakları da görebiliyoruz. Böylece teleskobumuz ile o ülkedeki yapıları az çok kestirebiliyor olsak da, hala o ülkede kaç kişinin bulunduğunu sayma olanağımız yok.
Son yapılan çalışmalara göre evrende bizim galaksimiz gibi 2 trilyon galaksi olduğunu tahmin ediyoruz. Bize en yakın Andromeda galaksisi ise bize 2.3 milyon ışık yılı uzaklıkta, diğer galaksiler ise çok daha uzaklarda. Andromeda galaksisinin genel olarak fotoğrafını çekebiliyor olsak da içerisinde bulunan sadece birkaç çok parlak yıldızı ayırt edebiliyoruz, yani en yakın galakside bile Güneş gibi yıldızları ayırt etmek pek olası değil.
Peki ya kendi galaksimiz… Basit bir Google aramasında, “galaksimizde kaç yıldız var” sorusuna farklı yanıtlar alırız; kimisi 100 milyar yıldız der, kimisi 400 milyar yıldız, kimisi de 1 trilyon yıldız. Hangisine inanacağız diye düşünebilirsiniz. Aslında sorunun cevabı o kadar da basit değil. Galaktik bir uzay gemisi yapıp galaksimizin dışına çıkıp bütün yıldızların fotoğraflarını çekip sayamayacağımıza göre farklı bir metot kullanıp tahmin yapmalıyız. En olası tahmin de galaksimizin kütlesini bulabilmekten geçiyor. Yani galaksimizin hassas bir şekilde kütlesini bulursak, ortalama bir yıldızın kütlesi de örneğin Güneş kadar dersek, galaksinin kütlesini Güneş’in kütlesine bölerek bir sayı çıkarabiliriz. Çok kolay bir hesap gibi görünse de iki soru daha ortaya çıktı. Galaksimizin kütlesi gerçekten tamamen galaksiyi oluşturan yıldızların kütlesinden mi meydana geliyor. Peki karanlık madde ne olacak? İkinci soru da acaba Güneş, gerçekten galaksimizde ortalama bir yıldız mı?
O halde galaksimizi modellememiz ve hesaplayacağımız kütlenin ne kadarı yıldızların kütlesi, ne kadarı da karanlık maddenin kütlesi ayırt etmemiz gerekiyor. Karanlık maddeyi göremiyoruz ama galaksilerin dönme eğrilerinden fark edebiliyoruz. Kısaca karanlık maddenin ne olduğuna da değinelim. örneğin, Güneş Sistemi’nde merkezde Güneş ve çevresinde dolanan sekiz gezegen olduğunu biliyoruz. Güneş’e en yakın gezegen Merkür’ün Güneş’in çevresinde dönüşü 88 gün, Dünya’nın 365 gün, Neptün’ün ise 164.8 yıl sürer. Buradan görülüyor ki bir gezegen ya da cisim Güneş’e ne kadar yakınsa o kadar hızlı, ne kadar uzaksa o kadar yavaş dönüyor.
Galaksinin çevresinde dönüşe baktığımızda ise durum bayağı farklı. Galaksimizin merkezinde Sagittarius A* isimli süper kütleli kara delik var ve diğer yıldızlar bu merkez etrafında dönüyor. Ancak ilginçtir ki, galaksi merkezine yakın olan da, uzak olan da aynı sürede dönüyor, yani bir tekerlek gibi. Buradan hareketle, yıldızların arasını dolduran bir karanlık madde terimi ortaya çıkmış durumda ve hala bu maddenin yapısı hakkında araştırmalar devam ediyor. Hatta evrende bizleri meydana getiren maddenin oranı yüzde 4 iken, kara maddenin oranı ise yüzde 23 olarak tahmin ediliyor. Gözlemler ve modellemelerden elde edilen verilere göre ise Samanyolu merkezinden 400 bin ışık yılı öteye kadar karanlık madde halosu olduğu düşünülüyor, yani galaksimiz görünen parlak bölgeden çok daha öteye uzanıyor. Buradan ilginç bir sonuç daha çıkıyor, bir galaksinin kütle hesabının yüzde 90’ının aslında karanlık maddenin kütlesi olduğunu gösteriyor.
Ancak bir galaksinin içinde elbette sadece yıldızlar ve karanlık madde yok, toz ve gaz bulutları, kara delikler, kırmızı ve beyaz cüceler, her bir yıldızın çevresinde dolanan gezegenler var ki bunlar da kütle hesabına katkıda bulunuyor. Hatta tahminlere göre galaksimizin kütlesinin sadece yüzde 3-5’inin yıldızlardan oluştuğunu söyleyebiliyoruz. Ama bu da tahminden öteye gitmiyor.
Galaksimizin kütlesini bulduk diyelim, peki ortalama bir yıldız neye benzer? Galaksimiz içerisinde irili ufaklı birçok çeşit yıldız var. Güneş’imizi ortalama büyüklükte bir yıldız olarak düşünsek de büyük ihtimalle daha küçük yıldız sayısı çok daha fazla olacaktır. Bunu da nasıl anlıyoruz? Güneş’imize yakın birkaç on ışık yılı bölgedeki yıldızları artık tek tek tanıdığımız için, Güneş gibi büyüklükte bir yıldızın karşımıza çıkma oranına bakarak tahmin ediyoruz. Görülüyor ki Güneş’ten yaklaşık üç dört kat daha küçük kırmızı cüce tarzı yıldıza rastlanabiliyor, o halde Güneş’imiz bir ortalama standardı yansıtmıyor diyebiliriz.
Netice olarak bu sene yapılan bir araştırmaya göre galaksimizin kütlesi 1.5 trilyon güneş kütlesi olarak hesaplandı. Bu sayının yüzde 10’unu yıldızların kütlesi olarak alırsak 150 milyar güneş kütlesi eder. Tabii Güneş’ten küçük yıldızların sayısı daha fazla olduğundan, bence en yaklaşık tahmin 400 milyar yıldız diyebiliriz. Zaman içerisinde yukarıda bahsettiğim belirsizlikler giderildikçe 100 milyar, 400 milyar ya da 1 trilyon yıldız tahminlerinin hangisinin daha doğru olduğunu daha iyi anlayacağız.
Bu yazı Atlas Dergisi için yazılmıştır, dergi sayfalarını indirmek için pdf’i tıklayınız.
Uzay Atlası (Atlas – Ağustos 2017)
