Erken Evrendeki Galaksilerin Etrafındaki Karanlık Madde Haritalandı

1.5 milyon galaksi 12 milyar yıl önceki halleriyle görünüyor.

Kozmik mikrodalga arka planından (sağda, turuncu ve mavi olarak gösterilen) ışık, Dünya’ya giderken uzak galaksilerden (mor) geçti. Bu galaksilerin yerçekimi, ışığı (beyaz çizgiler) bükerek karanlık madde dağılımlarını ortaya çıkardı. REİKO MATSUSHİTA – Erken Evrendeki Galaksilerin Etrafındaki Karanlık Madde Haritalandı

Bilim adamları, şimdiye kadarki en eski, en uzak galaksilerden bazılarının etrafındaki karanlık maddenin haritasını çıkardılar.

1,5 milyon galaksi, 12 milyar yıl önceki veya Büyük Patlama’dan 2 milyar yıldan daha kısa bir süre sonraki halleriyle ortaya çıkıyor. Bu galaksiler, Dünya’dan görüldüğü gibi kozmik mikrodalga arka planını (evrenin daha da erken bir döneminde yayılan ışık) bozar. Bilim adamlarının 5 Ağustos Fiziksel İnceleme Mektuplarında bildirdiğine göre, kütleçekimsel merceklenme adı verilen bu bozulma, bu galaksilerin etrafındaki karanlık maddenin dağılımını ortaya koyuyor.

Evren tarihinin erken dönemlerinde karanlık maddenin galaksilerin etrafında nasıl toplandığını anlamak, bilim adamlarına gizemli madde hakkında daha fazla bilgi verebilir. Ve gelecekte, bu mercekleme tekniği, bilim adamlarının, maddenin evrende nasıl bir araya toplandığına dair bir gizemi çözmesine de yardımcı olabilir.

Karanlık madde, galaksileri çevreleyen bilinmeyen, büyük bir maddedir. Bilim adamları karanlık maddeyi hiçbir zaman doğrudan tespit edemediler, ancak onun kozmos üzerindeki yerçekimsel etkilerini gözlemleyebilirler. Bu etkilerden biri kütleçekimsel merceklenmedir: Işık bir galaksiden geçtiğinde, kütlesi ışığı bir mercek gibi büker. Işığın ne kadar büküldüğü, karanlık madde de dahil olmak üzere galaksinin kütlesini ortaya çıkarır.

Japonya’daki Nagoya Üniversitesi’nden kozmolog Hironao Miyatake, bu kadar uzak galaksilerin etrafındaki karanlık maddenin haritasını çıkarmanın zor olduğunu söylüyor. Bunun nedeni, bilim adamlarının, mercek görevi gören galaksiden daha uzaktaki bir ışık kaynağına ihtiyaç duymalarıdır. Tipik olarak, bilim adamları bu ışığın kaynağı olarak daha da uzak galaksileri kullanırlar. Ancak uzayın bu kadar derinlerine bakarken, bu galaksilere rastlamak zor.

Bunun yerine, Miyatake ve meslektaşları, evrendeki en eski ışık olan kozmik mikrodalga arka planına döndüler. Ekip, Hawaii’deki Subaru Teleskobu tarafından gözlemlenen çok sayıda uzak gökada ile birlikte Planck uydusundan gelen kozmik mikrodalga arka planının merceklenmesinin ölçümlerini kullandı. Miyatake, “Yerçekimsel mercek etkisi çok küçük, bu yüzden çok fazla mercek gökadasına ihtiyacımız var” diyor. Araştırmacılar, galaksilerin etrafındaki karanlık maddenin dağılımının beklentilerle eşleştiğini bildirdi.

Araştırmacılar ayrıca, kozmosta maddenin ne kadar “topak” olduğunun bir ölçüsü olan sigma-8 adlı bir miktarı da tahmin ettiler. Bilim adamları yıllardır sigma-8’in farklı ölçümlerinin birbiriyle uyuşmadığına dair ipuçları buldular. Bu, bilim adamlarının evren teorilerinde bir şeylerin yanlış olduğuna dair bir ipucu olabilir. Ama kanıtlar kesin değil.

Çalışmaya dahil olmayan Stanford Üniversitesi’nden kozmolog Risa Wechsler, “Şu anda kozmolojideki en ilginç şeylerden biri, bu gerilimin gerçek olup olmadığıdır” diyor. “Bu, buna ışık tutacak tekniklerden birinin gerçekten güzel bir örneği.”

Erken, uzak galaksileri kullanarak sigma-8’i ölçmek, neler olup bittiğini ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir. Çalışmaya dahil olmayan Almanya’daki Bochum Ruhr Üniversitesi’nden kozmolog Hendrik Hildebrandt, “Bu miktarı, bu sigma-8’i mümkün olduğunca çok perspektiften ölçmek istiyorsunuz” diyor.

Evrenin farklı dönemlerinden gelen tahminler birbiriyle çelişirse, bu fizikçilerin kozmosu daha iyi açıklayabilecek yeni bir teori oluşturmalarına yardımcı olabilir. Sigma-8’in yeni ölçümü tartışmayı sonlandıracak kadar kesin olmasa da Şili’deki Rubin Gözlemevi gibi gelecekteki projeler tahmini iyileştirebilir.

Yazan: İlknur YEŞİLYURT

Kaynak

Miyatake ve ark. z∼4’te 1,5 milyon galaksi tarafından üretilen bir CMB mercekleme sinyalinin ilk tespiti: yüksek kırmızıya kaymada madde yoğunluğu dalgalanmaları üzerindeki kısıtlamalar. Fiziksel İnceleme Mektupları. Cilt 129, 5 Ağustos 2022, s. 061301.

YouTube Kanalımız

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here