İki Ayrı Araştırma Grubu Tarafından Baryonik Maddenin Delilleri Bulundu

Muhtemelen, evrene nüfuz ettiği düşünülen ve kütleçekimsel etkileşimini görebildiğimiz gizemli bir madde olan karanlık madde üzerine yapılan araştırmaları duymuşsunuzdur. Aslında evren modellerimiz, ş..
Görsel Telif: S. Epps & M. Hudson / University of Waterloo

Muhtemelen, evrene nüfuz ettiği düşünülen ve kütleçekimsel etkileşimini görebildiğimiz gizemli bir madde olan karanlık madde üzerine yapılan araştırmaları duymuşsunuzdur. Aslında evren modellerimiz, şimdiye kadar gözlemlediğimizle kıyaslandığında iki kat daha fazla normal maddenin var olmasını gerektiğini de gösteriyor. Yani karanlık madde ve karanlık enerji gizemlerinin yanı sıra, bir de kayıp normal madde gizemi söz konusu. Şimdi ise, bu kayıp maddenin tam olarak modeller üzerinden tahmin edildiği yerde, komşu gökadaların arasında köprü kuran kozmik dokunun hassas noktalarında saklı olduğuna dair ilk somut delile sahibiz.

Birbirlerinden bağımsız olarak araştırmalarını sürdüren iki ayrı bilim ekibi tarafından, bu baryonik maddenin (gökadaları birbirlerine bağlayan parçacıkların) varlığına ilişkin kanıta ulaşıldı. Ekiplerden biri Uzay Gökfiziği Enstitüsü üyelerinden, diğeri ise Edinburgh Üniversitesi araştırmacılarından oluşuyor. Her iki takım da, yaptıkları çalışmaları özetleyen birer makaleyi arXiv sitesine yükleyerek, paylaştı. Ekip üyeleri, evrendeki normal maddenin büyük bölümünün nerede gizlendiği hakkındaki gizemin, elde ettikleri bulgular sayesinde çözülmüş olduğunu iddia ediyorlar.

Gökbilimde kullanılan baryonik madde tanımlaması, büyük oranda lise fizik ders kitaplarında da öğretilen protonlar, nötronlar ve elektronlar gibi parçacıkları kapsıyor. Karanlık madde ve karanlık enerji dışındaki böyle maddenin, yani bizim bildiğimiz anlamıyla normal maddenin, evrenin yalnızca %4,6’sını oluşturduğu düşünülüyor. Gökfizikçiler, karanlık madde oranını, yıldızlar ve gaz bulutları üzerinden soğurulan ışık oranını temel alarak hesaplıyor. Evrenin bildiğimiz boyutu ve yoğunluğu ile bu kütlenin çarpılması sonucunda, evrendeki karanlık maddenin ve karanlık enerjinin miktarının yanı sıra normal maddenin miktarına da ulaşılıyor. Buradaki hesaplamaya çok fazla parçacığın eklendiğini düşebilirsiniz; ancak hesaplanan toplam, evrenin Büyük Patlama sonrası ışınım havuzundan bir araya getirilmesi gereken miktardan daha düşük.

Peki ne kadar düşük? Antik baryonik bolluğun yaklaşık %90‘ı evrenimizin daha parlak kısımlarından kaybolmuş gibi görünüyor. Kayıp maddenin bir kısmı bizim gökadamız gibi gökadaları çevreleyen toz ve gaz hâlelerinde dağılmış şekilde var olabilir. Ancak, bu hâleler üzerinden hesaplamaya dahil edilen maddenin miktarı hâlâ yeterli değil. Buradaki sorunun büyük bir kısmı, eğer bir madde ışık saçmıyor ya da gölge bırakmıyorsa, belirleyemiyor olmamızdan kaynaklanıyor.

Evren boyunca gerilen geniş karanlık madde ağlarının belirlendiği son yıllardaki keşifler, normal olarak görünür olan maddenin muhtemelen gökadaların arasında köprü kuran ipliklerin içerisinde birikmiş olma olasılığını artırmıştı. Bu noktada gökbilimcilere gereken şey ise somut kanıtlara sahip olmaktı. Ancak, yıldız ışıklarını engelleyecek kadar yoğun veya bir imza sunacak kadar sıcak olmayışı, somut kanıtların çoğu ölçüm tekniğiyle saptanmasını zorlaştırıyordu.  Bu sebeple, gökbilimcilerden oluşan iki araştırma grubu da Sunyaev-Zel’dovich etkisi adı verilen duruma itimat etti. Büyük Patlama’nın parıltısından geriye kalan fotonların, gökada kümelerini çevreleyen sıcak gazların içerisinden geçerken saçılması, bu etki ile açıklanıyor.

Yapılan iki çalışmada da, Sloan Digital Sky Survey içerisindeki kataloglardan alınan gökada çifti verileri kullanıldı. Birbirlerine göre oryantasyonları temel alınarak çiftler gruplandırıldıktan sonra, araştırmacılar, paylaşabilecekleri tüm soluk desenleri güçlendirmek için bu çiftleri üst üste yığdı. Ekiplerden biri 1 milyon adet, diğeri de 260.000 adet gökada çiftini inceledi.

British Columbia Üniversitesi’nden bilimciler öncülüğündeki araştırma grubu, bu filamanların yoğunluğunun, çevrelerindeki boşluktaki baryonların ortalama yoğunluğunun 3 katının altında olduğunu buldu. Edinburgh Üniversitesi bilimcilerinden oluşan diğer araştırma grubunun yaptığı çalışmada ise, desenin ortalama yoğunluğun yaklaşık 6 katı olduğu sonucuna ulaşıldı.

Araştırmacılara göre, iki çalışmada elde edilen sonuçların farklı oluşu, farklı uzaklıklardaki filamanların incelenmesinden kaynaklanıyor. Yani, uzaklık faktörünü elde edilen sonuçlara dahil edince, iki grubun elde ettiği bulguların oldukça tutarlı olduğunu söyleyebiliriz.

Kozmik ağ üzerinden bu sonuçların genişletilmesi sonrasında, kayıp maddenin hesaplanmasında büyük bir yol kat edilebilir. Kuşkusuz, gelecekte yapılacak daha geniş kapsamlı çalışmalardan daha fazla veri elde edilebilir. Ancak iki çalışmanın bağımsız olarak benzer sonuçlara ulaşması, evren ve gökadaların evrimi üzerine kurulmuş mevcut modelleri destekleyen oldukça güçlü bir kanıt niteliği taşıyor.


Kaynaklar ve İleri Okuma:

  • Missing baryons in the cosmic web revealed by the Sunyaev-Zel’dovich effect, arXiv:1709.10378 [astro-ph.CO]
  • A Search for Warm/Hot Gas Filaments Between Pairs of SDSS Luminous Red Galaxies, arXiv:1709.05024 [astro-ph.CO]
  • Half the universe’s missing matter has just been finally found ,New Scientist, Retrieved from https://www.newscientist.com/article/2149742-half-the-universes-missing-matter-has-just-been-finally-found/
  • Astronomers Have Finally Found Most of The Universe’s Missing Visible Matter, Science Alert, Retrieved from http://www.sciencealert.com/astronomers-finally-found-90-percent-of-the-universe-s-visible-matter

Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv