Karanlık madde Samanyolu’nun dönüşünü yavaşlatıyor olabilir

Samanyolu, saniyede 210 kilometre hızla dönüyor fakat yeni bir araştırma, yaklaşık 14 milyar yıl önceki oluşumundan bu yana, karanlık maddenin [galaksi merkezindeki] çubuğun dönüşünü en az yüzde 24 oranında yavaşlattığını ortaya çıkardı.

İngiltere’de bulunan University College London’da bir astrofizikçi ve çalışmanın ortak yazarı olan Ralph Schoenrich, “Astrofizikçiler uzun zamandan beridir galaksimizin merkezindeki rotasyon çubuğunun yavaşladığından kuşkulanıyorlardı ama bununla ilgili ilk kanıtı ancak şimdi bulabildik” diyor.

GALAKSİMİZ BİR KARANLIK MADDE HALESİYLE ÇEVRİLİ

Yeni bulgular yalnızca Samanyolu’nun dönüşünü aydınlatmakla kalmıyor, aynı zamanda evrendeki anlaşılması en güç olan maddelerden biri olan karanlık maddenin doğasına ilişkin bir fikir de veriyor. Samanyolu, merkezinde kalın bir yıldız şeridi ve evren boyunca uzanan devasa döner kolları olan bir çubuklu sarmal galaksi. Bilim insanları, tıpkı başka galaksilerde olduğu gibi, Samanyolu’nun da görünür sınırlarının çok ötelerine uzanan bir karanlık madde halesi tarafından çevrelendiğini düşünüyorlar.

Araştırmacılar, yayınlanan yeni çalışmalarında, Samanyolu’nun çevresinde, merkezdeki galaktik çubuğun kendisiyle aynı hızda dönen yoğun bir yıldız kümesi olan Herkül Akıntısı’nı incelemek amacıyla, milyarlarca yıldızın konumlarını haritalandıran bir Avrupa Uzay Ajansı (ESA) misyonu olan Gaia’dan elde edilen verileri kullandılar.

Herkül Akıntısı’ndaki yıldızlar, merkezdeki rotasyon çubuğu tarafından kütle çekimsel olarak yakalanmış olduğu için, çubuğun dönüşündeki yavaşlama, yıldızların, yörüngelerini çubuğun dönüşüyle eşgüdümlü tutmak için dışa doğru sürüklenmelerine yol açıyor.

KANITLAR YILDIZLARIN KİMYASINDA BULUNDU

Araştırmacılar, yıldızların kimyasal içeriğini inceledikleri zaman böylesi bir dış kozmik göçe dair kanıtlara ulaştılar. Herkül Akıntısı’ndaki yıldızlar daha ağır elementler bakımından zengindir; bu durum, bu yıldızların galaktik merkeze daha yakın bir bölgede oluştuklarını ve yıldızların galaktik dış mahallelerdekilere nispeten metaller açısından yaklaşık 10 kat daha zengin olduklarını gösteriyor.

Araştırmacılar, yaptıkları gözlemler neticesinde, galaktik çubuğun gerçekten de en az yüzde 24 oranında yavaşladığı bulgusuna ulaştılar. O halde su soruyu sormak gerekiyor: Dönmekte olan bir galaksinin tamamını yavaşlatma gücüne sahip olan şey ne olabilir? Schoenrich yaptığı açıklamada, “Dönüşü yavaşlatan bu karşı ağırlık, karanlık madde olmalı” diyor: “Şu ana dek, yalnızca galaksilerin kütle çekimi potansiyelini haritalandırarak ve bu fazlalığı görünür maddeden çıkararak, karanlık maddeyi tespit edebildik.”

Gökbilimciler, karanlık maddenin Samanyolu’nu -ve diğer galaksileri- uzaya yayılan görünmez bir haleyle sarmaladığına inanıyorlar. Bilim insanları, evrende, görünür maddeden beş kat daha fazla karanlık madde bulunduğunu tahmin ediyorlar.

Anlaşıldığı kadarıyla, evren genelinde bol miktarda bulunmasına karşın, karanlık maddenin doğası hâlâ gizemini koruyor. Bununla birlikte, bu araştırma dahilinde yayınlanan bulgular, gizemli karanlık madde bulmacasının parçalarını bir araya getirmemize yardım ediyor.

YENİ BİR YAKLAŞIM UYGULANDI

Schoenrich, “Araştırmamız, kütle çekimi enerjisine değil, çubuğun dönüşünü yavaşlatan eylemsizlik kütlesine (‘dinamik tepki’) dair yeni bir karanlık madde ölçümü içeriyor” diyor: “Elimizdeki bulgu, aynı zamanda alternatif kütle çekimi teorileri açısından da büyük bir sorun teşkil ediyor; halede karanlık madde bulunmadığı için, çubukta hiç yavaşlama olmamasını ya da çok çok az yavaşlama olmasını öngörüyorlar.”

‘Değiştirilmiş Newton dinamikleri’ gibi alternatif kütle çekimi teorileri, karanlık madde kavramını hesaba katmıyor. Bundan ziyade, Einstein’ın ‘genel görelilik’ teorisi üzerinde ince ayarlamalar yaparak galaksilerin davranışlarının neden genel görelilik teorisinin öngörüleriyle uyuşmadığını açıklamaya çalışıyorlar.