Yıldızlararası ortam

Gizem Çoban - @astronomystery

Yıldızlararası uzay (bir galaksinin içindeki yıldızlar arasındaki bölge) gaz ve toz bulutlarına ev sahipliği yapar. Bu yıldızlararası ortam, galaksinin oluşumundan kalan ilkel kalıntıları, yıldızlardan gelen kalıntıları ve gelecekteki yıldızlar ve gezegenler için ham maddeleri içerir. Yıldızlararası ortamı incelemek galaksinin yapısını ve yıldızların yaşam döngüsünü anlamak için gereklidir.

Yıldızlararası uzay; yüksek enerjili radyasyondan kozmik mikrodalga arka planına (cosmic microwave background-CMB) kadar çok geniş miktarda nötrinoları, yüklü parçacıkları, atomları, molekülleri, karanlık madde ve fotonları içerir ama bunlar oldukça seyrek bir şekilde yayılmıştır. Burası yıldızların doğduğu ve yıldızların öldüklerinde atomlarını geri dönüştürdüğü yerdir. 

Yaygın gaz: hidrojen  

Yıldızların sayısı, yıldızlararası ortamı element çeşitliliği açısından de zenginleştirir. Yıldızlararası ortamda bulunan gazın atomları, 1904 yılında Alman astronom Johannes Hartmann’ın absorption lines (absorbsiyon çizgileri/emilim-soğurulma çizgilerini) keşfetmesiyle bulundu. Bir çift yıldız sisteminin spektrumunu inceleyen Hartmann, Dünya ile bu çift yıldız sisteminin arasındaki iyonlaşmış yıldızlararası kalsiyum atomları tarafından oluşturulan emilim çizgilerini tesadüfen keşfetti. Sonrasında sodyum atomları da bu çalışmalar esnasında fark edilse de, nihayetinde ileri zamanlardaki çalışmalarda en yaygın yıldızlararası gazın hidrojen olduğu ortaya çıktı. 

Samanyolu galaksisindeki yıldızların arasındaki ortalama mesafe 5 ışık yılı olarak (National Radio Astronomy Observatory-NRAO) tespit edilmiştir. Bu da yıldızlararası ortamın (interstellar medium-ISM) oluşturduğu oluşturduğu bölgenin büyüklüğü konusunda fikir vermektedir. Yıldızlararası malzemenin iki bileşeni (gaz ve toz) açıkça ayırt edilmelidir. Gaz ve toz sadece farklı şekillerde tespit edilmekle kalmaz, aynı zamanda farklı özellikleri de diğer nesnelerin gözlemlerini farklı şekilde etkilemelerine de neden olmaktadır. Yıldızlararası ortam (ISM) çoğunlukla hidrojen (~%90) ve helyum (~%8) atomlarından oluşur. Yıldızlararası ortamda yaklaşık %2 lik kısım da hidrojen ve helyumdan daha ağır olan ve yıldızların ölümleri sırasında ortaya çıkan diğer element ve moleküllere aittir. Bu atomların çoğu gaz formundadır, ancak daha ağır elementlerin yaklaşık yarısı toz oluşturur: toz da karbon içeren moleküllerden oluşan nispeten büyük taneler anlamına gelir. 

Toz tanecikleri, demir 

Yıldızlararası tanecikler veya toz tanecikleri, yıldızlararası moleküllerden daha büyük yapıdadır. Tipik tanecikler, tıpkı havadaki duman tanecikleriyle benzer boyutlardadır. Bu tanecikler, toplam yıldızlararası kütle'nin yaklaşık %1'ini oluşturur, ancak her 1012 hidrojen atomu veya molekülü için sadece bir adet tanecikten söz edilebilir. Bu küçük parçacıklar, genellikle uzunlamasına bir şekle sahiptir ve uzunlukları, görünür ışığın dalga boyunun 1/100'ü kadardır. Tanecikler ayrıca, geniş bir uzayda birbirlerine oldukça uzak olsalar da, paralel hizalanırlar ve bunun nedeni demir içermeleridir. Astronomlar, bunların, yıldızlararası uzayı dolduran zayıf manyetik alan tarafından demir tozlarının bir çubuk mıknatısla hizalandıkları gibi hizalandığını düşünmektedir. 

Yıldızlararası ortamda bulunan tanecikler, Güneş Sistemi’nin oluşum zamanındaki toz ile benzerlikler gösterir. Bu toz bulutu içerisinde morötesi ışıkların başlattığı reaksiyonlar, taneciklerin yüzeyinde organik moleküllerin oluşmasına yol açabilir. Bu reaksiyonların yıldızlararası kimyada önemi de evrenin oluşumuyla ilgili fikir vermesi konusuna dayanmaktadır. Hidrojen atomuyla karşılaştırıldığında küçük toz tanecikleri daha az bulunsa da yıldızların ışığı üzerinde büyük etkilere sahip olduğu söylenebilir. Yıldızlararası ortam üzerine çalışmalar farklı disiplinlerde farklı bakış açıları ile devam etmekte ve gelişmekte olan yeni bir araştırma alanı sunmaktadır.