Kozmik Parmak İzleri, Karanlık Maddeyi Ortaya Çıkardı
Gökbilimciler, erken evrende yaşamış nadir, parlayan galaksileri gözlemleyerek karanlık maddenin gizli parmak izlerini ortaya çıkardılar.
Rutgers Üniversitesi liderliğindeki bir grup bilim insanı, evrenin karanlık madde tarafından şekillendirilen görünmeyen çerçevesinde gizli ipuçlarını kullanarak galaksilerin nasıl büyüdüğüne dair yeni kanıtlar buldu.
Astrophsical Journal Letters’da yayınlanan bulgular, ekibin şimdiye kadarki en büyük Lyman-alfa yayıcıları koleksiyonu olarak tanımladığı, özel bir galaksi türü olan bulgulara dayanıyor. Bu galaksilerin milyarlarca yıl boyunca nasıl kümelendiğini izleyen araştırmacılar, galaksilerin çevreleyen karanlık maddeyle nasıl bağlantılı oldukları ve evren yaşlandıkça nasıl değiştikleri konusunda yeni bilgiler edindiler.
Rutgers Sanat ve Bilim Okulu Fizik ve Astronomi Bölümü’nde Seçkin Profesör ve çalışmanın yazarlarından Eric Gawiser, “Bu parmak izlerini analiz etmek, galaksileri çevreleyen karanlık maddenin kütlesi hakkında bize fikir veriyor,” dedi. “Bu çalışmayla ortaya çıkarılan karanlık madde kütleleri, Lyman-alfa yayan galaksilerin Samanyolu gibi günümüz galaksilerine evrimleştiği fikriyle tutarlıdır.”
Ekibin çalışması, Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra, evrenin tarihinin üç ayrı evresinden alınan geniş alan görüntülerini inceledi. Keşfettikleri şey, karanlık maddenin en yoğun olarak nerede yoğunlaştığını gösteren net, parmak izi benzeri desenlerdi.
Evrenin Görünmez Tutkalı
Bilim insanlarına göre, ışık veya enerji yaymayan, görülemeyen ancak evrendeki maddenin çoğunu oluşturan gizemli bir madde olan karanlık madde. Karanlık maddenin varlığını, kütle çekiminin galaksilerin nasıl hareket ettiğini ve bu uçsuz bucaksız kozmik sistemlerin uzayda nasıl düzenlendiğini etkilemesi sayesinde biliyorlar.
Rutgers doktora öğrencisi Dani Herrera liderliğindeki çalışmada, 100.000’den fazla Lyman-alfa yayan galaksiyi analiz etmek üzere tasarlanmış büyük bir astronomik proje olan ODIN (Dar Bantlarda Yüz Kare Derecelik DECam Görüntüleme) araştırmasından elde edilen veriler kullanıldı.
Gece gökyüzü alanlarının şemaları, bir yürüyüş haritasındaki yükseklik çizgilerine benzer şekilde kontur çizgileriyle çizilmiş ve karanlık maddenin “parmak izlerini” ortaya çıkarmıştır. Kaynak: Eric Gawiser, Dani Herrera/Rutgers Üniversitesi
Araştırmacılar, şimdiye kadar yapılmış en büyük derin gökyüzü araştırmalarından biri olan Kozmik Evrim Araştırması Derin Alanı (COSMOS) olarak bilinen bir gökyüzü bölgesinden alınan verilere odaklandı. Uzayın derinliklerine ve uzak geçmişe bakarak, Büyük Patlama’dan yaklaşık 2,8 milyar, 2,1 milyar ve 1,4 milyar yıl sonrasına ait üç zaman dilimini görüntülediler. Bu dönemlerde, Lyman-alfa yayıcı galaksiler gençti ve aktif olarak yıldız oluşturuyorlardı, bu da onları araştırma için ideal işaretleyiciler haline getiriyordu. Ayrıca, bilim insanlarının uzak evrende çok sayıda karanlık madde keşfetmesini sağlayan özel bir parıltı yayan hidrojen gazı da içeriyorlar.
Herrera, “Galaksilerin birleşip büyümesini sağlayan kütle çekimini sağlayan karanlık maddeyi bulmak istedik,” dedi. “Nerede olduğunu ve nasıl evrimleştiğini anlamak, evrenin kendisinin nasıl evrimleştiğini anlamamıza yardımcı oluyor.”
Herrera, karanlık maddenin, galaksileri oluşturmak için gazı bir araya getirmeye yardımcı olan bir kütleçekimsel “tutkal” görevi görerek galaksi oluşumunda önemli bir rol oynadığını söyledi. Görünmez kütlesi, galaksilerin büyüyüp birleşip evrimleşerek evrenin büyük ölçekli yapısını oluşturabileceği derin kuyular yaratır.
Gawiser, “Karanlık maddenin en yoğun olduğu yerleri belirlemek için bu galaksilerin kümeleşmesini kullandık,” dedi. “Bunu, tıpkı bir yürüyüş haritasının yükseklikleri göstermesi gibi, bir kontur haritasıyla görselleştirmek, uzak evrendeki karanlık maddenin ‘parmak izlerini’ gözlemlememizi sağlıyor.”
Lyman-alfa Galaksilerine Nadir Bir Bakış
Bir sonuç öne çıktı. Galaksilere ev sahipliği yapabilecek yoğun karanlık madde bölgelerinin yüzde üç ila yedisinin Lyman-alfa yayan galaksiler içerdiğini buldular. Bu, Lyman-alfa yayan galaksilerin, karanlık maddenin en yoğun olduğu yerlerde oluşan galaksilerin küçük bir yüzdesini temsil ettiği anlamına geliyor. Bu düşük yüzde, galaksilerin kısa ömürlü bir evrede, on milyonlarca ila yüz milyonlarca yıl boyunca Lyman-alfa ışığında parıldayarak gözlemlendiğine işaret ediyor.
Bu sonuçları ortaya çıkarmak için araştırmacılar, galaksilerin rastgele dağılımlara kıyasla nasıl gruplandırıldığını ölçen kümeleme adı verilen bir teknik kullandılar. Galaksi çiftlerini sayma yöntemi olan açısal korelasyon fonksiyonunu hesapladılar.
Bilim insanları, bu araştırmanın yalnızca galaksi evrimi anlayışını derinleştirmekle kalmayıp aynı zamanda bilim insanlarının evrenin yapısıyla ilgili modellerini geliştirmelerine de yardımcı olduğunu söyledi. ODIN araştırması devam ettikçe, gelecekteki çalışmaların daha fazla galaksiyi kapsayacak şekilde genişletileceğini ve kozmik ağın daha eksiksiz bir görünümünü sunacağını belirttiler. Gawiser, “Teleskoplarımız tarafından görülemese de karanlık madde, görünür maddeyle etkileşimleri yoluyla evreni şekillendiriyor,” dedi. “Bazıları ne olduğunu anlamaya çalışırken, bu araştırma ekibi gibi diğerleri nerede olduğunu ve bunun evrenin evrimi hakkında ne anlama geldiğini anlamaya çalışıyor.”
Kaynak: https://scitechdaily.com