Kütle çekim kuvveti ile birbirlerine bağlı olarak hareket eden çok büyük yıldız topluluğuna gök ada (galaksi) denir. Galaksilerin yapısında milyarlarca yıldız bulunur. Evrende 100 milyar galaksi olduğunu tahmin edilmektedir.
Gök Ada Sınıfları
Gök adalar şekillerine göre üç gruba ayrılır. Bunlar; sarmal, eliptik ve düzensiz gök adalardır. Sarmal gök adalar: Merkeze doğru sarılan iki ya da daha fazla kola sahiptir. Merkezi şişkin bir disk şeklindedir. Gök adanın kollarında genç yıldızlar, merkeze doğru ise daha yaşlı yıldızlar yer alır.
Sarmal gökadalar çekirdek büyüklüğü ve kollarının sarmallığına göre olan sarmal gök adalar Sa, Sb, Sc, Sd olarak isimlendirilir. Sarmal gök adalar sarmal kolların başlangıç şekline göre eksenel simetrik ve çubuklu sarmal olarak da iki gruba ayrılır.
Eliptik gök adalar; En büyük ve en fazla bulunan gök ada türüdür. Birçoğu küre şeklindedir. Bazıları basık küre şeklinde de olabilir. Eliptik şekillerinin basıklık durumlarına göre sınıflandırılır. Merkezleri çok parlaktır. Yapılarında çok az toz ve gaz bulunur. Genelde yaşlı yıldızlardan oluşur. Toz ve gazın az olması nedeniyle yeni yıldız oluşumu nadiren gerçekleşir.
Düzensiz gök adalar: Gelişigüzel yapıdaki gök adalardır. Gök adaların çarpışması sonucu düzensiz bir yapıya sahip olmuş olabilirler. Yapılarında bol miktarda toz ve gaz olması nedeniyle yeni yıldız oluşumuna müsaittirler. Bu nedenle düzensiz gök adaların yapısında birçok genç yıldız vardır.
Etkileşimli gök adalar: Komşu gök adalar ile etkileşim halindeki gök adalardır.
Aktif gök adalar: Bu gök adaların merkezlerinden çok büyük miktarlarda enerji yayıldığı tespit edilmiştir. Tespit edilen gök adaların yaklaşık %10 u bu grup gök adalardır.
Aktif gök adalar da kendi içinde üç grupta incelenir:
1. Radyo gökadalar: Yaydıkları enerji elektromanyetik tayfın radyo dalgaları bandında olması nedeniyle bu isim ile anılırlar. Genellikle eliptik şekildedirler.
2. Seyfert gök adaları: Sarmal şekilde olan bu gök adaların çekirdekleri çok parlaktır. Çekirdekten yayılan ışıma şiddeti tüm Samanyolu gök adasının yaydığı ışınım enerjisi kadardır. Bu gök adalardan gelen ışığın dalga boyları görünür ışık, morötesi, kızılötesi ve X ışınları bandındadır.
3. Yıldızsılar (kuarzlar): Uzayda gözlenebilen en uzak, en yaşlı ve en parlak cisimlerdir. İlk tespit edildiklerinde yıldız zannedilmişler daha sonra aktif gök ada oldukları anlaşılmıştır. Bu nedenle yıldızsı adı verilmiştir. Uzaklıkları nedeniyle gözlenen gök cisimlerinden en büyük kırmızıya kayma yıldızsılara aittir.
Samanyolu Gök Adası
Güneş sistemi, Samanyolu gök adası içinde yer alır. Çapı yaklaşık 100 000 ışık yılı olan Samanyolu gök adasında yaklaşık 100 milyar yıldız olduğu hesaplanmaktadır. Samanyolu gök adası üstten bir merkez etrafına sarılmış kollar, yandan bakıldığında bir disk şeklindedir. Güneş sisteminin gök ada merkezine uzaklığı 25.000 ışık yılıdır. Güneş sistemimizin gök ada merkezi etrafındaki bir turunu 225 milyon yılda tamamlar. Samanyolu gök adasının kütlesi yaklaşık olarak Güneş kütlesinin 1 trilyon katı olarak hesaplanmıştır. Güneş sistemimizin gök ada merkezi etrafında dolanma hızı ise 220 km/s dir.
Samanyolu gök adasının 15000 ışık yılı kalınlığındaki merkez bölgesinde sarı turuncu renkler hakimdir. Bu durum merkezde gelişimini tamamlamış yaşlı yıldızlar olduğu anlamına gelir. Merkezi kabarıklığın yaklaşık beşte biri kalınlığındaki disk görünümlü bölgede ise mavi renk hakimdir. Bu durum bu bölgelerde genç yıldızlar çoktur.
Hale Samanyolu gök adasının önemli bir unsurudur. Merkezi kabarık bölge ve disk yapısını kapsar. İç hale ve dış hale olarak iki kısımda incelenir. İç hale görünürdür ve merkezi kabarıklıktan dışa doğru 65 000 ışık yılı uzaklığı kapsayacak biçimdedir. İç halenin bittiği yerden dış hale başlar. Çok sıcak gaz bulutları ve görünmez kara maddeden oluşur. Çapı 300000 ışık yılı kadardır.
Samanyolu gök adasının dış halesinin ötesinde Samanyolu gök adasının da dahil olduğu yerel küme adı verilen gök ada topluluğu bulunur. Yerel kümenin yaklaşık 6 – 8 milyon ışık yılı genişliğinde bir alanı kapladığı tahmin edilmektedir.
Doppler Olayı
Yıldız ya da gök adalardan gelen ışık tayfı incelendiğinde gelen ışınımlara ait tayf çizgilerinin kırmızı bölgeye doğru kaydığı anlaşılmıştır. Doppler etkisinin bir sonucu olan bu olaya kızıla kayma denir. Kızıla kayma olayında gelen fotonlar daha düşük frekanslara (enerjiye) doğru kayar. Bir yıldızdan gelen ışığın tayf çizgilerinin kırmızıya kayması frekansının azalması ve ışığın geldiği cismin bizden uzaklaşması anlamına gelir. Bu durum büyük patlama teorisini destekleyen önemli bir bulgudur.
Gök cisminden gelen ışığın dalga boyu ölçülerek cismin bizden hangi hızla uzaklaştığı bulunabilir:
\({\lambda _g} = \lambda \left( {1 + \frac{{{v_K}}}{c}} \right)\)
\(z = \frac{{\Delta \lambda }}{\lambda } = \frac{{{v_K}}}{c}\)
\({\lambda _g}\) : Gelen ışığın ölçülen dalga boyu
\(\lambda \) : Kaynaktan çıkan ışığın dalga boyu
\({\Delta \lambda }\) : Dalga boyundaki değişme
vK: Işık kaynagının hızı
z: Spektral {tayfsal) kızıla kayma miktarı
Dalga boylarındaki kaymadan yararlanılarak gök cisminin Dünya’ya göre hızı bulunabilir. Gözlenen cismin bakış doğrultusundaki hızına radyal hız denir. Doppler etkisinde dalga boyu uzunluk ile, frekans ise zaman ile ilgilidir. Ancak gözlenen cismin hızı ışık hızına yaklaşık değerler aldığında uzunluk ve zaman ile ilgili hesaplamalarda özel göreliliğin de göz önünde bulundurulması gerekir.
