NASA bilimcisi Gary Prézeau tarafından gerçekleştirilen ve geçtiğimiz haftalarda Astrophysical Journal dergisinde yayımlanan bir çalışma, saç teline benzeyen uzun karanlık madde ipliklerinin varolduğunu ileri sürüyor.

Karanlık madde, evrende bulunan tüm madde ve enerjinin yaklaşık %27'sini oluşturan görünmeyen ve gizemli bir varlık. Etrafımızda gördüğümüz herşeyi meydana getiren sıradan madde ise evrenin sadece %5 kadarını oluşturuyor. Geriye kalan da karanlık enerji olarak düşünülüyor; yani genişleyen evrenimizin genişleme hızının ivmelenişi ile ilgili tuhaf bir görüngü. Hem yerin derinliklerinde hem de uzayda çok sayıda deney karanlık maddenin gizemlerini çözmeye uğraşıyor olmasına rağmen, ne karanlık madde ne de karanlık enerji henüz doğrudan algılanabilmiş değil.

Karanlık maddenin kütleçekimsel çekim etkisine ilişkin bir çok gözleme dayanarak, bilimciler onun varolduğundan emin ve evrenin yüzde kaçını oluşturduğunu da oldukça iyi bir doğrulukla ölçmüş bulunuyorlar. Konuyla ilgili başlıca kuram, karanlık maddenin "soğuk" olduğunu belirtiyor; yani pek hareket etmiyor. Ayrıca "karanlık"; yani ışık üretmiyor ve ışıkla etkileşmiyor. Sıradan maddeden yapılma yıldızlar barındıran gökadalar, karanlık maddenin yoğunluğundaki çalkalanmalardan ötürü biçimleniyor. Kütleçekim, gökadalar içinde karanlık madde ile sıradan maddeyi birarada tutan bir tutkal görevi görüyor.

1990'larda yapılan hesaplamalara ve son on yıl içinde yapılan simülasyonlara göre, karanlık madde aynı hızda ilerleyen ve bizimki gibi gökadaların yörüngesinde dolanan ince-yapılı parçacık akıntıları biçimlendiriyor. "Akıntılar güneş sisteminden bile daha büyük olabilir ve bizim gökadasal mahallemizde birbirleriyle kesişen çok sayıda farklı akıntı var," diyor Prézeau.

Prézeau ince yapılı karanlık madde akıntılarının oluşumunu, çikolatalı ve vanilyalı dondurmaları karıştırmaya benzetiyor. İkisinden de biraz alıp, birlikte birkaç kez karıştırınca karışık bir desen ortaya çıkar, ama yine de ikisinin renkleri ayrı ayrı seçilebilir. "Gökada oluşumu sırasında kütleçekim, soğuk karanlık madde gazı ile etkileştiğinde bir akıntı içindeki tüm parçacıklar aynı hızla ilerlemeye devam eder," diyor Prézeau.

Peki böyle bir akıntı Dünya gibi bir gezegene yaklaşırsa ne olur? Bunu anlamak için Prézeau bilgisayar simülasyonu kullanmış. Analizlerinin sonucunda, karanlık madde akıntısının gezegene ilerlediğinde, akıntı parçacıklarının ultra-yoğun bir iplik, yani bir saç teli gibi odaklanacağını bulmuş. Aslına bakılırsa, dünyadan fışkıran çok sayıda böyle saç teli olmalı.

Sıradan maddeden oluşan bir akıntı Dünya'nın içinden öte yana geçemez. Ancak karanlık maddenin bakış açısından Dünya bir engel teşkil etmiyor. Prézeau'nun simülasyonlarına göre Dünya'nın kütleçekim alanı karanlık madde parçacıklarının akıntısını odaklayıp bükerek, ince ve yoğun bir tel durumuna getiriyor.

Gezegenlerden beliren bu saç tellerinin kökleri ve uçları da var. Teldeki en kalın kısım kök ve uca doğru inceliyor. Karanlık madde parçacıkları Dünya'nın çekirdeğinden geçerken, saç telinin kökünde odaklanıyorlar ve burada parçacık yoğunluğu telin diğer noktalarından ortalama bir milyar kat daha fazla. Böyle bir kök, yüzeyden yaklaşık 600.000 mil (1 milyon km, Ay'ın uzaklığının iki katı) uzakta bulunuyor. Saç telinin ucu ise kökten iki kat kadar daha uzak oluyor yüzeye. "Eğer bu saç tellerinin köklerinin tam konumunu belirleyebilirsek, oraya bir araç gönderip karanlık maddeye ilişkin çok zengin veriler elde edebiliriz," diyor Prézeau.

Prézeau'nun simülasyonlarına bakılırsa, Jüpiter'in merkezinden geçen bir akıntının kökleri çok daha güçlü oluyor: Akıntının diğer yerlerinden neredeyse 1 trilyon kat daha kalın. "Karanlık madde 30 yıldan fazla bir süredir her türlü algılama girişimlerini sonuçsuz bıraktı. Karanlık madde saçlarının kökleri, ne kadar yoğun oldukları düşünülürse, aramak için iyi bir yer olur," diyor NASA'dan Charles Lawrence.

Bu bilgisayar simülasyonlarından çıkan heyecan verici bir başka sonuç da, gezegenimizin içinde oluşan yoğunluk farklılıkları. İç çekirdekten dış çekirdeğe, mantodan kabuğa oluşan değişimler söz konusu saç tellerine de yansıyor. Saç telleri, Dünya'nın farklı katmanlarından geçiş yaparken yapılarında buna karşılık gelen bir kıvrım oluşuyor. Kuramsal olarak, eğer bu bilgiyi elde etmek mümkünse, bilimciler bu soğuk karanlık madde saçlarını kullanarak tüm gezegensel cisimlerin katmanlarını haritalayıp, buzlu ayların derinliklerindeki okyanusları bile belirleyebilir. Karanlık maddenin doğasının gizemlerini çözmek ve bu bulguları desteklemek için araştırmaların ilerletilmesi gerekiyor.

 

---

Kaynak: Phys.org, "Earth might have hairy dark matter"
< http://phys.org/news/2015-11-earth-hairy-dark.html >

---