Telif: Hubble NASA/ESA

Bu Galakside Karanlık Madde Neredeyse Hiç Yok!

Gökbilimciler,  NGC 1052-DF2 ya da daha kısaca DF2 galaksisinin, onun boyutundaki bir galakside bulunması beklenen orandan 400 kat daha az miktarda karanlık madde içerdiğini belirlediler.

Araştırmacılara göre bu sıra dışı galaksi, galaksilerin nasıl oluştuğuna dair bir anlayış sağlamaya ek olarak karanlık maddenin var olduğuna dair tartışmayı da kuvvetlendirecek.

Yeni makalenin baş yazarı Yale Üniversitesi araştırmacısı Pieter van Dokkum’a göre “bu galaktik buluş, galaksilerin nasıl doğduklarına dair standart fikre meydan okuyor”.  Normal ve karanlık madde arasındaki etkileşimler uzun zamandır galaksi oluşumundaki anahtar bir unsur olarak kabul edilirken, bu galaksideki karanlık maddenin yokluğu bu varsayımı zorlaştırıyor. Dokkum, “Görünüşe göre karanlık madde, galaksi oluşumu için gerekli değil” şeklinde konuşuyor.

Karanlık Madde Eksikliği

Karanlık madde, varlığı sadece baryonik veya “normal” maddeyle olan kütle çekimsel etkileşimleri yoluyla fark edilebilir olan bir madde biçimidir. Bu görünmeyen madde, evrenin kütlesinin kabaca %80’nini oluşturuyor gibi görünmekte ve galaktik evrimde anahtar bir rol oynadığı düşünülüyor.

Bu gizemli madde, evrenin yapı iskeleti olarak düşünülmektedir. Küçük karanlık madde parçaları, zamanla daha çok büyüyen iskeletin kemiklerini yaratmak için bir araya toplanırlar. Bu büyümeye galaksinin toz ve gazlarından oluşan yıldızların meydana çıkması eşlik etmektedir. NASA’ya göre yıldızlar ve galaksilerin karanlık madde içindeki etkileşimlerinin, günümüzde gök bilimcilerin  gözlemlediği galaksileri ortaya çıkarmış olduğu düşünülmektedir.

NGC 1052-DF2 galaksisinin Hubble Uzay Teleskobu tarafından alınmış görüntüsü (Telif: NASA/ESA).

Ancak DF2, bu fikre meydan okumaktadır. Van Dokkum ve meslektaşları, bu garip galaksiyi ilk kez yörüngesinde dolanan 10 adet sıra dışı parlak ve yoğun cisimler topluluğu (küresel yıldız kümeleri) vesilesi ile fark ettiler. Bu bilim insanları, galaksinin yıldızlarının ışığı ve renklerinin bir birleşimini kullanarak galaksinin içerisinde ne kadar normal kütlenin bulunabileceğini ölçtüler. DF2’nin Samanyolu kadar bir büyüklüğe sahip olduğunu ancak ondan 200 kat daha az yıldız barındırdığını keşfettiler. Yıldızların tümünün kütlesi, bizim güneşimizin kütlesinin yaklaşık 200 milyon katıydı. Daha sonra araştırmacılar, galaksinin toplam kütlesini hesaplamak için küresel kümeler olarak sınıflandırılan parlak cisimlerin hareketlerini kullandılar.

Van Dokkum, “yıldız kütlesinin yaklaşık 200 milyon Güneş kütlesi olduğu bir galaksi için kara madde kütlesinin yaklaşık 80,000 milyon Güneş kütlesi olmasını bekleriz” diye açıkladı. Ancak; sistemin toplam kütlesi, tahmin edilenden önemli ölçüde daha az olan 300 milyon Güneş kütlesinden fazla çıkmadı.

Eğer karanlık madde, galaksi oluşumu için anahtar bir bileşen ise, DF2 nasıl oluştu?

Araştırmacılar, DF2’nin diğer birleşen galaksilerden çıkan gazdan oluşan eski bir gelgitsel cüce galaksi olabileceğini öne sürdüler. Araştırmacılar, ayrıca DF2’nin önceki birleşmesinden ona madde verebilecek bir eliptik galaksiden uzakta olmadığını da belirtiyorlar.

Diğer olası bir açıklama ise; yıldızlararası ortamdan esen rüzgarların, bu sıra dışı galaksiyi oluşturmak için yeterince gazı süpürmesidir ve bu açıklama DF2’nin yakın komşusu tarafından da güçlendirilmektedir. Komşu galaksiye doğru akan madde, bu eşsiz cismin oluşmasına yardımcı olarak parçalara ayrılmış da olabilir.

Toronto Üniversitesi’nden Roberto Abraham (solda), Yale Üniversitesi’nden Pieter Van Dokkum (sağda). Toronto ve Yale mezunu öğrencileri ile New Mexico’daki 48 lensli Dragonfly Telephoto Array’ın yarısının yanında birlikteler (Fotoğraf telif: Toronto Üniversitesi).

Çalışmanın ortak yazarı ve Toronto Üniversitesi’nde araştırmacı olan Roberto Abraham, açıklamasında bütün galaksilerin yıldızlar, gaz ve karanlık madde birleşiminden oluştuğunu düşündüklerini ve karanlık maddenin her zaman galaksilere hakim olduğu fikrinde olduklarını belirtti. “Şimdi ise, en azından bazı galaksilerin çok fazla yıldızdan, gazdan ve çok ama çok az kara maddeden oluştuğu görülüyor. Bu, biraz tuhaf.”

Transparan Galaksi

Galaktik grupta bulunan birkaç galaksiden biri olan DF2, Samanyolu’ndan yaklaşık 6,5 milyar ışık yılı uzaklıkta yer almaktadır. Bu galaksi, son zamanlarda keşfedilen bir galaksi değildir ancak, sahip olduğu sıra dışı olan parlak küresel kümeleri,  aşırı dağınık galaksiler olarak bilinen galaksi türlerini inceleyen araştırmacıların gözlerine takıldı. DF2’yi de içeren bu soluk galaksiler, Samanyolu kadar geniş olabilirler ancak yüzde 1 kadar parlaklıkta olmaktadırlar.

Açıklamaya göre DF2, diğer galaksilere hiç benzemiyor. Sarmal galaksilerin aksine, yoğun bir merkezi bölgeye veya bu galaksilerin en önemli özelliği olan sarmal kollara sahip değildir. Ve eliptik galaksilerin aksine, merkezinde bir kara delik olduğuna dair de hiç bir işaret yoktur. Aslında, hayaletimsi  transparan galaksi sayısı o kadar azdır ki, bunların arkalarında bulunan galaksiler görülebilir.

Van Dokkum ve Abraham, soluk astronomik nesneleri araştırmak için tasarladıkları Dragonfly Telephoto Array adlı cihaz ile aşırı dağınık galaksileri araştırıyorlar. 2015 yılında ekip, neredeyse tamamen kara maddeden oluşan bir aşırı dağınık bir galaksiyi incelemek üzere Dragonfly’ı kullandılar. İşte o zaman, belli belirsiz olan DF2’nin etrafında dönen 10 sıra dışı parlak küresel küme araştırmacıların gözlerine takıldı.

Ortalama 20 ışık yılı boyunca uzanan kümeler, yakınlarında bulunan kümelerden iki kat daha az yoğun olmalarına rağmen diğer benzer nesnelerden daha fazla parlamaktaydı. Van Dokkum’a göre, bunlar neredeyse Samanyolu’nda bulunan en parlak küresel küme olan Omega Centauri kadar parlaktı. Buna rağmen bu kümelerin kütleleri, DF2’nin toplam kütlesinin yüzde 3’nü oluşturuyordu ki bu normal küresel kümelerin kütleye yaptığı katkının yaklaşık 1.000 kat üzerindedir.

Van Dokkum ve meslektaşları, DF2 ile olan bağlantılarını doğrulamak için parlak yığınları daha ayrıntılı olarak incelemeye devam etmeyi düşündüklerini söyledi. Ayrıca, sıra dışı karanlık madde içermeyen bu galaksiye benzeyebilecek diğer aşırı dağınık galaksileri aramaya da devam edecekler. Araştırmacılar; galaksinin kara madde eksikliğinin, bu tuhaf parlak kümelerle ve galaksinin şaşırtıcı büyüklüğü ile ilgili olabileceğini söylediler.

Karanlık Maddeyi Açıklamak

1950’lerde galaksiler üzerinde yapılan çalışmalar, ilk olarak evrenin çıplak gözle ölçülebilenden daha fazla madde içerdiğini gösterdi. Galaksilerin ve küresel kümelerin hareketlerinin ölçümleri; bu cisimlerin, yapılabilen ölçümlere dayanarak görünür maddenin gerektirdiğinden daha hızlı döndüğünü uzun zamandır öne sürmektedir.

İronik olarak, karanlık madde yoksunluğu olmasına rağmen  DF2, görünmeyen maddenin varlığını tartışmaya yardımcı olabilir. Çoğu araştırmacı karanlık maddenin evrene hakim olduğunu kabul ederken, alternatif açıklamalar da bulunmaktadır. Modifiye Newton dinamikleri (MOND), gözlemlenen tutarsızlıkları açıklamak için Newton yasalarının değiştirilmesini önermektedir. Gelişen Kütle çekimi (Emergent Gravity); uzay-zamanın, toplu hareketleri ile kütle çekim kuvveti ortaya çıkaran küçük elementler tarafından oluştuğunu öne süren bir başka fikirdir. “Bu teorilerde; karanlık madde gerçek değil, büyük ölçeklerdeki yerçekimi bilgimizin eksikliğinden kaynaklanan bir yanılsamadır” diyor Van Dokkum. Bu durumda, her galaksinin kara madde belirtisine sahip olduğunu göstermesi gerektiğini ve bunun, bu tarz modellerde yok olup tekrar ortaya çkan bir şey olmadığını da sözlerine ekledi.

Van Dokkum; DF2’nin keşfine kadar, durumun bu olduğunu ancak neredeyse hiç karanlık madde içermeyen bir galaksinin varlığının, bu karanlık madde içermeyen modellerin doğru olmadığını açıkladığını da ifade etti. “Paradoksal olarak, bu galaksideki kara madde eksikliği, kara maddenin varlığına bir kanıttır.”

Çeviri: Burcu Ergül

https://www.space.com/40119-ghostly-galaxy-almost-no-dark-matter.html
Follow Nola Taylor Redd at @NolaTReddFacebook or Google+. Follow us at @SpacedotcomFacebook or Google+. Originally published on Space.com.

image_printPDF Kaydet & Yazdır

Yazar: Burcu Ergül

Süleyman Demirel Üniversitesi Yabancı Diller Yüksek Okulu Öğretim Görevlisi.

Keşfet!

Evrenin Sonu Nasıl Gelecek?

Biz insanoğlu; geleceği öngörmeye, bunu açıklamaya, matematiksel denklemler oluşturup doğayı, evreni anlamaya çok hevesliyiz. İyi ki …