Samanyolu Galaksisindeki Açık Kümelerin Kinematiği


Yontan T. (Yürütücü), Soydugan E., Çakmak H., Bilir S.

TÜBİTAK Projesi, 2022 - 2025

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Başlama Tarihi: Eylül 2022
  • Bitiş Tarihi: Eylül 2025

Proje Özeti

Açık kümeler yerel ve genel yıldız oluşumundan galaksilerin yapı, oluşum ve evrimine dair birçok konunun araştırılmasında kullanılmaktadır. Bir molekül bulutunun benzer fiziksel koşullar altında çökmesiyle oluşan, birbirine zayıf çekim kuvvetiyle bağlı bulunan bir grup yıldız açık kümeleri meydana getirir. Aynı kökeni paylaşan açık küme yıldızlarının Güneş’e uzaklıkları, kimyasal yapıları ve yaşları benzerdir. Bu özellikleri bir grup yıldızın eş zamanlı analizini sağlamakla birlikte açık kümelerin temel astrofizik parametrelerinin tayinindeki duyarlılığı da arttırmaktadır. Ayrıca, çok sayıda açık kümenin duyarlı astrofizik parametrelerinin bir arada değerlendirilmesi, kimyasal evrim modellerinin sınanmasında gerekli olan metal bolluğu ve uzaklıkları kullanışlı hale getirir. Samanyolu diski yer ve uzay tabanlı gözlem programlarıyla uzun zamandır farklı gözlem yöntemleriyle incelenmekte olup, Güneş’ten birkaç yüz ile birkaç bin parsek yarıçaplı uzay hacmi içinde farklı ışıma gücü sınıfından yıldızların astrometrik, fotometrik ve tayfsal verilerini astronomların kullanımına sunmaktadır. Açık kümelerin özellikleri ve güncel verilerinin hassas tayin edilmesi, bu gök cisimlerini Galaksi diskinin yapı oluşum ve evriminin anlaşılmasında kullanılan önemli astrofiziksel araçlar haline getirmektedir. Çeşitli araştırmacılar tarafından günümüze kadar farklı sayıda açık kümenin analizi yapılmış ve elde edilen verilerden Galaksi diskindeki metal bolluğu gradyenti incelenmiştir. Çalışmalardaki küme sayısının farklılığı, kullanılan eş-yaş modellerinin homojen olmaması ve astrofizik parametrelerin elde edilmesinde kullanılan yöntemlerin farklılıkları açık kümelerden hesaplanan metal bolluğu gradyentlerinin geniş bir aralıkta bulunmasına neden olmuştur. Bu problemin üstesinden gelebilmek için proje çalışmasında Gaia uydu ve diğer tayfsal gökyüzü tarama programlarından (APOGEE, GALAH, RAVE, vb.) sağlanan verilerden homojen bir veri seti oluşturulacaktır. Çalışmada 2000’e yakın açık kümenin aynı yöntemler ile analiz edilecek olması elde edilecek bulguların duyarlılığını arttıracaktır. Bu da kümelerin bugünkü konumlarına ve Galaktik yörünge parametrelerine göre oluşturulacak uzaklıklarıyla metal bolluğu değişimlerinin incelenmesine fırsat verecektir. Proje çalışmasında kullanılacak homojen veriler ve analizlerden elde edilecek sonuçlar metal bolluğu gradyentlerinin doğruluğunu ve duyarlılığını arttırarak literatürdeki belirsizliği ortadan kaldıracaktır. Sonuç olarak, önerilen bu geniş kapsamlı çalışmada en güncel veri tabanları kullanılarak açık kümelerin temel astrofizik parametrelerinin, Galaktik popülasyon türlerinin, kimyasal yapılarının ve kinematik özelliklerinin çözümlenerek incelenecek olması projenin özgün yanını ortaya çıkarmaktadır.

Proje çalışmasında, Galaksimizde bilinen açık kümelerin uzay tabanlı güncel astrometrik, fotometrik ve tayfsal verilerinin bir arada analiz edilmesiyle kümelerin kinematiği, yörünge dinamiği ve kimyasal yapısı incelenecek, elde edilen verilerden itibaren de Galaksimizin kimyasal yapısı ve buna eşlik eden oluşum senaryoları sınanacaktır. Projede incelenecek açık kümelerin Galakside bugün bulundukları konumlar ile birlikte hareketli uzaydaki dinamik özelliklerinin metal bolluklarıyla karşılaştırılarak metal bolluğu gradyentlerinin değişimleri araştırılacaktır. Elde edilen bulgular, Galaksinin radyal göç mekanizmasını da içeren kemo-dinamik modeller ile karşılaştırılacaktır. Böylece, hem Galaksinin disk bileşeninin oluşum ve evrimine dair geliştirilen modeller test edilip bu yapının kökenine dair senaryolar sınanacak hem de radyal göçe maruz kalmış açık kümeler tespit edilecektir. Bununla birlikte, açık kümelerden elde edilecek bulgular, kümelerin yükseklik ölçeğinin, yüzey yoğunluğunun, yerel durağanlık standardı ile Oort sabitlerinin belirlenmesi ve popülasyon türlerinin ayırımının yapılmasına fırsat verecektir.