30 Mart 2015

Karanlık Madde Sanılandan Daha Karanlık

Hubble kozmik çarpışmaların karanlık yüzü araştırıyor

Hubble ve Chandra uzay teleskoplarının verilerini inceleyen gökbilimciler gökada kümelerinin çarpışması sırasında karanlık maddenin nasıl davrandığını inceledi. Sonuçlar düşünülenden daha az etkileşimi gösteriyor. Bu sonuç gizemli maddenin ne olabileceği yolundaki seçenekleri de azalttı.

Çalışma için gözlenen kümelerden birkaçı. Üstte soldan itibaren MACS J0416.1–2403, MACS J0152.5-2852, MACS J0717.5+3745, Abell 370, Abell 2744 ve ZwCl 1358+62 kümeleri (NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland), R. Massey (Durham University, UK), the Hubble SM4 ERO Team, ST-ECF, ESO, D. Coe (STScI), J. Merten (Heidelberg/Bologna), HST Frontier Fields, Harald Ebeling(University of Hawaii at Manoa), Jean-Paul Kneib (LAM)and Johan Richard (Caltech, USA)).

Karanlık madde şu an ki evren bilgimiz içinde kocaman bir soru işaretidir. Karanlık maddenin var olduğunu bilmemize karşılık ne ışığı tutmakta ne de ışığı yaymaktadır. Varlığını sadece kütle çekim kuvveti nedeniyle bilmekteyiz (konuyla ilgili bilgi filmi için tıklayınız).

Karanlık maddenin mavi renkle gösterildiği Abell 370 kümesi (NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland), R. Massey (Durham University, UK), the Hubble SM4 ERO Team and ST-ECF).

Bu gizemli maddenin ne olduğu ve yapısı hakkında daha fazla bilgi edinmek için birçok araştırmacı şimdiye kadar çeşitli deneyler yaptı [1]. Araştırmacılar bunun için doğal çarpışmaları ve buradaki karanlık maddenin etkisini gözlemeye çalıştı. Örneğin gökada kümelerindeki gökada çarpışmalarını izlediler [2].

Gökadalar üç ana unsurdan oluşur: yıldız, gaz ve karanlık madde bulutları. Gökadalar çarpışırken yayılan gaz bulutları birbiriyle çarpışarak yavaşlar. Bulutların yavaşlaması aynı zamanda yıldızlara etkiyen sürtünme kuvvetini de arttırarak onların da yavaşlatmasını gerektirir. Ancak durum bu değildir. Çünkü yıldıların arasındaki uzaklık çok fazladır.

Abell 2744 gökada kümesi (NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland), R. Massey (Durham University, UK), ESO and D. Coe (STScI), J. Merten (Heidelberg/Bologna)).

Çalışma ekibi üyesi, İsviçre’deki École Polytechnique Fédérale de Lausanne’den David Harvey: “Bir enkazdaki gazın çökerek yıldız oluşturma sürecini biliyoruz. Burada çökmeye neyin sebep olduğunu karanlık maddeyi tanıyarak anlamaya çalışıyoruz” diyor.

Harvey ve ekibi NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu ve NASA’nın Chandra X-Işını Gözlemevi’nin verilerini kullanarak 72 büyük kümedeki çarpışmaları inceledi. Çarpışmaların bazısı kafa kafaya gözlenirken bazıları farklı zaman dilimlerinde ve farklı açılardan görülüyordu [4].

Yıldızların karanlık maddenin etkisine karşılık yollarına devam ettiği belirlendi. Üstelik karanlık maddenin kendi arasındaki çarpışması bu durumu engellemiyor. Mevcut kuramlardan önde gelenine göre gökada kümeleri arasına yayılmış karanlık madde de sıkça çarpışmalar gerçekleşiyor. Görünür parçacıklarla etkileşime girmediğinden karanlık maddeyi yavaşlatan etken başka bir şey olmalı.

MACS J0416.1–2403 kümesi (NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland), R. Massey (Durham University, UK) and HST Frontier Fields).

Durham Üniversitesi’nden Richard Massey: “Önceki çalışmada ele alınan Bullet Kümesi’nde de benzer durum görülmüştü. Ancak tek bir örneğe bakıp bir yorumda bulunmak zor. Biz çok daha fazla çarpışmaya baktık. İnsan ömrü tek bir çarpışmayı izlemeye yetmeyeceğinden farklı açı ve farklı çarpışma zaman dilimlerinde olan örnekleri ele aldık. Bu veriler olayın arkasında ne olduğunu görmemizi sağladı” diyor.

Ekip bundan sonra çarpışma sürecindeki gökadaları tek tek ele almayı planlıyor. Böylece karanlık maddenin sırlarını çözmeyi amaçlıyor.

Notlar

[1] Bilim insanları parçacıkların özelliklerini anlamak için Dünya’daki parçacık hızlandırıcıları kullanır. Fizikçiler, hızlandırılan parçacıkların çarpışmasıyla ortaya çıkan kalıntının yörüngesini ve çarpışmanın özelliklerini araştırmaktadır.

Hubble (mavi) ve Chandra (pembe) verilerinin birleştirilmesi gökbilimcilere yeni bilgiler sunuyor (NASA/ESA/STScI/CXC, D. Harvey (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland; University of Edinburgh, UK), R. Massey (Durham University, UK), T. Kitching (University College London, UK), and A. Taylor and E. Tittley (University of Edinburgh, UK).

[2] Gökada kümeleri karanlık madde içinde gömülü olan iyonize hidrojen gazı yayan topluluklardır. Hidrojen gazı bulutundaki etkileşimler izlenerek karanlık maddenin özellikleri anlaşılmaya çalışılır.

[3] Küme çarpışmalarında gaz-gaz etkileşimleri oldukça güçlüdür. Çarpışmalar gazın, bir sabun köpüğüne esen bir rüzgârın etkisi gibi karmaşık bir hareketlilik içinde olmasına neden olur.

[4] Araştırmacılar gökada kümesinden daha uzaktaki bir cisimden gelen ışığı izleyerek kümedeki karanlık madde dağılımını çözmeye çalışır. Karanlık maddenin yoğunluğu gelen ışık miktarını etkiler.

Loading player…

Hubble/ESA


Düşünceniz

XHTML: Bu kodlardan yararlanabilirsiniz.: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*