21 Haziran 2018

XMM-Newton Kayıp Maddeyi Buldu

Normal madde nerede sorusu yanıtlandı: boş uzayda. Yaklaşık yirmi yıl süren kozmik saklambacın ardından ESA’nın XMM-Newton gözlemevi ile sıcak gazın kozmosa aktığı belirlendi. Böylece gökadalardaki normal maddenin neden eksik olduğu yanıtlanmış oldu.

Hakkında hiçbir şey bilinmeyen karanlık madde ve karanlık enerji kozmosun %25 ve %70’ini oluşturmaktadır. Bunun yanında yıldızlar, gezegenler dolayısıyla gökadaları oluşturan bildiğimiz madde %5 dolayındadır. Üstelik bu %5’i izlemek bile oldukça zordur.

Gökbilimcilerin baryonlar olarak tanımladığı bu sıradan madde, evrenin en eski ışığı olan kozmik arkalan ışınımı yardımıyla Büyük Patlamadan sadece 380 bin yıl sonrasına dayanarak tahmin edilebiliyor.

Gökadalar arası ortamdaki maddenin dağılımı (ESA / ATG medialab; data: ESA / XMM-Newton / F. Nicastro et al. 2018; cosmological simulation: R. Cen).

Çok uzak gökada gözlemleri milyarlarca yıl önceki madde evriminin izlenmesini sağlamaktadır. Bu gözlemler maddenin yarısının kayıp olduğunu gösteriyordu.

Çalışma ekibinden Fabrizio Nicastro: “Kaybolan baryonlar astrofiziğin en büyük gizemlerinden biridir” diyor.

“Erken evrende bu maddeyi gördüğümüz için oralarda bir yerde olduğunu biliyorduk. Ama nerede?”

Evrendeki tüm yıldızlar ve gökadalara akan yıldızlararası gaz (yıldızları oluşturan) sıradan maddenin sadece %10’u kadardır. Gökadalar içindeki sıcak ve dağınık haldeki gaz ile kütle çekimiyle bir arada duran dev kozmik yapılar olan gökada kümelerini dolduran sıcak gazı da eklersek bu oran ancak %20’lere dayanıyor.

Bu şaşırtıcı bir oran değildir. Burada yıldızlar, gökadalar ve gökada kümeleri, kozmik ağın en yoğun düğümleri, evrende yayılmış durumdaki hem karanlık hem de sıradan maddenin ipliksi dağılımı söz konusudur. Bu yapılara sıkça rastlansa da aynı zamanda kozmik maddenin tamamını ortaya çıkarmak için uygun yerler değildir.

ESA’nın XMM-Newton gözlemevi

Gökbilimciler eksik olan baryonların kozmik ağın her tarafında yer alan maddenin daha az yoğun olduğu ipliksilerde yani gözlemin zor olduğu yerlerde gizlendiğinden kuşkulanıyordu. Yıllar boyunca çok farklı tekniklerle soğuk ve ılık yapılar dahil edilerek maddenin %60’ı tespit edildi. Ancak hala eksik çok kısım bulunmaktaydı.

Fabrizio ve ekibi diğer birçok gökbilimci gibi ESA’nın XMM-Newton ve NASA’nın Chandra X-ışını gözlemevlerini kullanarak yirmi yıldır bu gizemi çözmeye çalışıyor.

Elektromanyetik tayfın bu kısmı sıcak gökadalar arası gazı milyonlarca dereceye kadar ısıtan uzak kaynakların yaydığı X-ışınlarının bloke edilmesiyle tespit edilebilir.

Fabrizio ve ekibi XMM-Newton gözlemevini merkezinde süper kütleli aktif bir karadeliğin yer aldığı büyük bir gökadaya yönlendirdi. Merkezdeki canavar, maddeyi yutarken aynı zamanda X-ışınından radyo dalgasına kadar ki aralıkta parlıyordu. Kaynağın şimdiye kadar elde edilmiş en uzun X-ışını gözlemlerinde -2015 ile 2017 arasında toplam 18 gün- ışığı dört milyar yılda ulaşan gökadayı gözlediler.

“Verileri taradıktan sonra bizimle uzak kuasar arasındaki sıcak gökadalar arasındaki gazda yer alan oksijeni iki farklı noktada tespit ettik” diyor Fabrizio.

Kozmik ağ (Image courtesy of K. Dolag, Universitäts-Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany).

“Oksijen de olmak üzere büyük miktarda madde deposu olduğunu gördük. Bu da eksik baryon bilmecesinin çözümü anlamına gelebilir.”

Bu olağanüstü sonuç yeni bir arayışın başlangıcıdır. Eldeki verilerin evrensel olup olmadığı ancak farklı kaynakların gözlenmesiyle mümkün olabilir.

Fabrizio ve ekibi önümüzdeki yıllarda XMM-Newton ve Chandra ile daha fazla kuasar gözlemeyi hedefliyor.

ESA

Madde dağılım grafiğinin yüksek çözünürlüklü versiyonunu (3800x2300px) indirmek için tıklayınız.


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>

*

%d blogcu bunu beğendi: