Okuma süresi: 4 dakika

Kozmik boşluğun yüzde 85’ini kapladığı kabul edilen ve astronomi dünyasının halen gizemini çözmediği karanlık madde, daha da ‘karanlık’ hale geliyor. Yapılan yeni gözlemler görünmeyen maddenin yeni özelliklerini göz önüne sererken, varlığı hakkındaki soruları da artırdı.

Kendisine bile görünmeyen karanlık maddenin sırlarını çözmeye çalışan gökbilimciler, çarpışan galaksiler üzerinde yaptıkları gözlemlerde beklenin aksine daha fazla soru işaretiyle karşılaştı.

Karanlık maddenin davranışlarını anlayabilmek için dev galaksi kümelerinin çarpışmasında ortaya çıkan etkileşimler gözlemleniyor. Gökbilimciler bugüne kadar çok az sayıdaki gözlemde elde edilen fotoğraflarla bilgi edinmeye çalıştı. İki güçlü uzay teleskobuyla yapılan en son gözlemde, karanlık maddenin gizemini artıran, yeni bilgilere ulaşıldı.

Science dergisinde yayımlanan araştırmada, NASA ve ESA tarafından kontrol edilen Hubble Uzay Teleskobu ile NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi kullanıldı. İki teleskop, 72 galaksi kümesi arasında yaşanan çarpışmaları farklı zaman aralıklarında tüm açılardan gözlemledi.

Gözlemler, karanlık maddenin belli bir süre içinde kendi içinde nasıl tepki gösterdiğini ortaya koyan ilk araştırmayı temsil ediyor. Gökbilimciler, galaksi kümelerinin içerdiği karanlık madde bulutlarının etkileşimlerini analiz etmek için galaksi çarpışmalarını sıraladıkları bir kronoloji oluşturdu.

Araştırmada yer alan Lozan Federal Politeknik Üniversitesi’nden (EPFL) David Harvey, “Gaz ve yıldızların kozmik çarpışmalara nasıl tepki verdiklerini ve bu enkazın neresinde ortaya çıktıklarını biliyoruz. Karanlık maddenin nasıl davrandığını tespit ederek onun aslında ne olduğunu anlayabiliriz” ifadesini kullandı.

Kendisine bile görünmez

Karanlık maddenin fark edilmesini sağlayan tek yol, yerçekimi aracılığıyla normal maddeyle girdiği etkileşim. Karanlık maddenin elektromanyetik kuvvet ile tepkimeye girmemesi ise doğrudan görülmesini imkansız kılıyor.

Görünmezlik büyüsü yapmış gibi uzaya yayılmış olan karanlık madde aslında ‘karanlıktan bile daha görülmez.’ Çünkü ışık yaymıyor, yansıtmıyor, dağıtmıyor.

İki güçlü uzay teleskobuyla yapılan en son araştırma, karanlık maddenin ‘ne kadar görünmez olduğunu’ net bir şekilde gözler önüne serdi. Görünmezliği, ‘kendisini bile göremeyen madde’ olarak ifade ediliyor.

Gözlemlenen 72 galaksi kümesinden altısına ait fotoğraf. Hubble ile gözlemlenen bölgeler mavi, Chandra X-Ray ile gözlemlenen yerler ise pembe renkle gösteriliyor. [NASA]
Gözlemlenen 72 galaksi kümesinden altısına ait fotoğraf. Hubble ile gözlemlenen bölgeler mavi, Chandra X-Ray ile gözlemlenen yerler ise pembe renkle gösteriliyor. [NASA]

İnsan ömrü gözlem yapmaya yetmiyor

İki galaksi kümesi çarpıştığında, yıldızlar, gaz bulutları ve karanlık madde farklı şekillerde tepkime gösteriyor. Gaz bulutları sürükleniyor, yavaşlıyor ve genelde duruyorlar. Yıldızlar ise birbirlerinin yanından, arkasından sürükleniyor veya çarpışıyorlar. Ancak çarpışma nadir gerçekleşiyor.

Kozmik çarpışmalarda, karanlık madde bulutları tıpkı yıldızlar gibi kendileriyle çok etkileşime giriyor. Galaksilere dengeli bir şekilde yayıldıkları kabul edilen karanlık madde bulutlarının çarpışmalarda gaz kümeleri ve yıldızlar gibi tepki vermesi bekleniyordu. Ancak görünmeyen bulutların birbirlerinin içinden neredeyse pürüzsüz bir şekilde kaydığı anlaşıldı.

Durham Üniversitesi’nden Richard Massey, geçmişte Kurşun Galaksi Kümesi’nde yapılan gözlemlerde benzer sonucu elde ettiklerini belirtti.

Tek bir örnek üzerinden elde ettikleri bilgiyi doğrulamanın çok zor olduğunu söyleyen Massey, ‘insan ömrünün yüz milyonlarca yılda bir gerçekleşen çarpışmalardan sadece tek açıdan çekilmiş bir fotoğraf elde etmeye yettiğini’ ifade etti.

Chandra X-Ray teleskobu tarafından çekilen fotoğrafta, çarpışan iki galaksi kümesinin meydana getirdiği Kurşun Kümesi görülüyor. [NASA]
Chandra X-Ray teleskobu tarafından çekilen fotoğrafta, çarpışan iki galaksi kümesinin meydana getirdiği Kurşun Kümesi görülüyor. [NASA]

‘Astronomik çarpıştırıcılar’ yol gösterecek

Yapılan en son gözlemlerde elde edilen bilgiler, bilim insanlarına kısa bir film oluşturacak kadar veri sundu. Sonuçlar, karanlık madde parçacıklarının yakın mesafede sanıldığının aksine güçlü sürtünme kuvvetleri ortaya koymadığını gösterdi. Bu bilginin elde edilmesi, karanlık madde parçacıklarının özelliklerini anlamayı kolaylaştıracak.

Gökbilimcilerin bu noktadan sonra deşifre etmek istedikleri bilgi, karanlık madde parçacıklarının bilardo topları gibi sekip sekmediği. Eğer bu tür bir kinetik enerji söz konusuysa, karanlık maddenin dev galaksi kümesi çarpışmalarında nasıl yayıldıklarını anlaşılabilir.

Karanlık madde bulutları, kozmik çarpışmalarda farklı bir tepkime gösteriyor.

Ayrıca, galaksi kümelerinin değil ancak iki galaksinin çarpışmasında ortaya çıkan karanlık madde etkileşimi de önemli bilgiler sunabilir. İnsan ömrüne zor sığan dev çarpışmalara kıyasla, küçük çarpışmalar daha sık yaşanıyor.

Araştırmanın başında yer alan Harvey, “Oyun henüz bitmedi. Karanlık maddenin sırrını ortaya koyacak gözlemlenebilir unsurlar bulunuyor. Bir cevap almaya eskisinden daha yakınız” dedi.

Harvey, ‘dev astronomik çarpıştırıcılar’ üzerinde yapılan gözlemlerin, etrafımızı kaplayan ancak erişemediğimiz karanlığı anlamak için bilgi sunmaya devam edeceğini söyledi.

Abell 2744 galaksi kümesine ait Hubble fotoğrafında, büyük kısmı karanlık madde tarafından oluşturulan madde yoğunluğu görülüyor. [NASA]
Abell 2744 galaksi kümesine ait Hubble fotoğrafında, büyük kısmı karanlık madde tarafından oluşturulan madde yoğunluğu görülüyor. [NASA]

Karanlık maddenin gizemi artıyor

Science dergisinde yayımlanan araştırmada, gökbilimciler karanlık maddenin ne olduğunu anlamak konusunda önemli bilgiler elde etmiş olsa da, bilinmeyen maddenin Evren’de ne kadar kapladığı konusunda bile büyük bir kararsızlık var.

Araştırmada etkileşimleri gözlemlenen karanlık madde parçacıklarının ilk kez Nisan 2013’te Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki (UUİ) Alfa Manyetik Spektrometresi (AMS) cihazı tarafından tespit edildiği öne sürülmüştü.

Araştırmada, karanlık maddenin iki delili, ‘pozitron sayısında ani bir azalma ve tüm yönlerden aynı parçacıkların akışı’ olarak ifade edilmişti. Karanlık maddenin Evren’de kapladığı alan ise yaklaşık yüzde 26,8 olarak belirtilmişti.

Japon araştırmacılar tarafından Şubat 2012’de sonuçları açıklanan bir diğer araştırmada, karanlık maddenin ‘uzayın dört bir yanına örümcek ağı gibi yayıldığı’ öne sürüldü. Araştırmacılar, ‘karanlık maddenin her galaksinin merkezinden itibaren 100 milyon ışık yılı mesefeye yayıldığını’ öne sürdü. Hatta, maddenin görünmez bir örümcek ağı gibi düzenli, ‘iyi organize edilmiş bir şekilde’ yayıldığını belirttiler.

Karanlık maddenin Evren’deki kütle-enerjinin ise yüzde 22’sini kapladığı öne sürüldü. Tespit edilen maddenin Evren’in yüzde 4,5’ini oluşturduğu ele alındığında, karanlık maddenin ‘her yerde’ olduğunu söylemek yeterli olabilir.

En son araştırmada ise karanlık maddenin Evren’in yüzde 85’ini kaplıyor olabileceği belirtiliyor. Eldeki bulgular, karanlık maddenin gökbilimcileri ne kadar zorladığının kanıtı.

Evren’i ayakta tutan sütun ve kanallar gibi organize bir şekilde sarmış olduğu ve çarpışmalarda kendisiyle çarpışmadan düzenini kaybetmemesi ele alındığında, karanlık maddenin dış uzayda var olan çok sıra dışı bir kozmik yapı olduğunu görüyoruz. Belki de kolları-bacakları ve en az bir kafası olmasını bekleyeceğimiz Dünya dışı canlılardan biridir?