Evrende bilinen en eski galaksilerin barındırdığı karanlık madde haritalandı

Bilim insanları, şu ana dek kaydedilen en eski, en uzak galaksilerin etrafında bulunan karanlık maddeyi haritaladılar.

Bir buçuk milyon galaksi, 12 milyar yıl önce ya da Büyük Patlama’dan 2 milyar yıldan daha kısa bir süre sonra, olduğu haliyle görülüyor. Bu galaksiler, kozmik mikrodalga arka planını -Evren’in daha eski bir döneminde yayılan ışığı- Dünya’dan görüldüğü şekilde çarpıtıyorlar. Bilim insanlarının 5 Ağustos’ta Physical Review Letters adlı dergide aktardıkları üzere, ‘kütleçekimsel merceklenme’ diye adlandırılan bu görsel bozulma, bu galaksilerin çevresindeki karanlık maddenin dağılımını gözler önüne seriyor.

EVRENİN BEBEKLİK DÖNEMİNE BİR BAKIŞ

Karanlık maddenin Evren’in tarihinin başlarında galaksilerin çevresinde nasıl kümelendiğini anlamak, bilim insanlarına bu esrarengiz maddeyle bağlantılı daha fazla bilgi sağlayabilir. Ve bu mercekleme tekniği, gelecekte bilim insanlarının, maddenin Evren’de nasıl bir araya geldiğine ilişkin bir sırrı açığa çıkarmalarına da yardım edebilir.

Karanlık madde, galaksileri çevreleyen, ne olduğu bilinmeyen büyük miktarlardaki bir madde türüdür. Bilim insanları şu ana dek doğrudan doğruya karanlık maddeyi tespit edemedilerse de kozmos üzerinde yarattığı kütleçekimsel etkileri gözlemleyebildiler. Bu etkilerden biri kütleçekimsel mercektir: Işık bir galaksiden geçtiği zaman, kütlesi ışığı bir mercek gibi büker. Işığın ne kadar büküldüğü, sahip olduğu karanlık madde de dahil olmak üzere, galaksinin kütlesini ortaya koyar.

Japonya’da bulunan Nagoya Üniversitesi’nde kozmolog olan Hironao Miyatake, bu denli uzak galaksilerin çevresindeki karanlık maddenin haritalandırılmasının güç bir iş olduğunu ifade ediyor. Bunun sebebi, bilim insanlarının, mercek görevi gören galaksiden daha uzakta bulunan bir ışık kaynağına ihtiyaç duymaları. Tipik olarak, bilim insanları bu ışığın kaynağı olarak daha uzak galaksileri kullanıyorlar. Ne var ki, uzayın derinliklerine bakarken, bu galaksilere rastlamak pek kolay değil.

DAĞILIM BEKLENDİĞİ GİBİ ÇIKTI

Miyatake ve meslektaşları, bunun yerine, Evren’de ortaya çıkan en eski ışık olan kozmik mikrodalga arka plana yöneldiler. Araştırma ekibi, Hawaii’de bulunan Subaru Teleskobu aracılığıyla gözlemlenen pek çok uzak galaksinin yanı sıra Planck uydusundan alınan kozmik mikrodalga arka plan merceklenmesine dair ölçümleri kullandı. Miyatake, “Kütleçekimsel merceklenme etkisi aşırı derece küçük, bundan dolayı birçok mercek galaksisine ihtiyacımız var” diyor. Araştırmacılar, karanlık maddenin galaksilerin çevresindeki dağılımının da beklendikleri gibi olduğunu belirtiyorlar.

Araştırmacılar bunun yanı sıra, maddenin kozmosta ne kadar “kümelenmiş” olduğunun bir ölçüsü olan ‘sigma-8’ diye anılan bir miktarı da tahmin ettiler. Bilim insanları, yıllar boyunca, sigma-8’e ilişkin farklı ölçümlerin birbiriyle uyuşmadığına dair ipuçları buldular. Bu, bilim insanlarının Evren teorilerine ilişkin bir şeylerin yanlış olduğunu gösteren bir ipucu olabilir. Yine de kanıtlar kesin değil.

Araştırmaya dahil olmayan ve Stanford Üniversitesi’nde kozmolog olarak görevini sürdüren Risa Wechsler, “Şu anda kozmoloji alanınki en ilgi çekici meselelerden biri, bu gerilimin gerçek olup olmadığı” diyor. “Bahsi geçen, bunu aydınlatmaya yardımcı olacak tekniklerden birinin gerçekten güzel bir örneği.”

Sigma-8’i oluşan ilk ve en uzak galaksileri kullanarak ölçmek, olan biteni açığa çıkarmaya yardım edebilir. Araştırmaya dahil olmayan ve Almanya’nın Bochum kentindeki Ruhr Üniversitesi’nde kozmolog olan Hendrik Hildebrandt, “Bu miktarı, yani sigma-8’i mümkün olduğu kadar çok perspektiften ölçmek istiyoruz” diyor.

Eğer Evren’in farklı dönemlerinden elde edilen tahminler birbiriyle uyuşmuyorsa, bu durum fizikçilerin kozmosu daha doğru açıklayabilen yeni bir teori oluşturmasına yardımcı olabilir. Sigma-8’e dair yeni ölçüm bu tartışmaya nokta koyacak derecede kesin olmasa bile, Şili’deki Rubin Gözlemevi gibi gelecekte kullanıma girecek projeler, bu tahmini daha iyi hale getirebilir.