Uzay-zamanın devasa bir kütle etrafındaki eğriliği, karanlık maddenin kozmik dağılımının şimdiye kadarki en ayrıntılı ölçümünü sağladı.

Japonya'daki Kindai Üniversitesi'nden kozmolog Kaiki Taro Inoue liderliğindeki bir ekip, yerçekimsel bir mercek yardımıyla maddenin gizemli formunu şimdiye kadar gördüğümüz en küçük ölçekte, sadece 30.000 ışık yılı çözünürlükle haritalandırdı.

Bu büyük görünebilir, ancak Samanyolu'nun yaklaşık 100.000 ışık yılı genişliğinde olduğunu düşündüğünüzde, daha etkileyici. Araştırmacılar, bizim bile göremediğimiz bir şeyi, galaksimizin üçte birinden daha küçük bir ölçekte, 7,5 milyar ışık yılından daha fazla bir alanda haritalandırmayı başardılar.

Analiz, yerçekimsel mercek olarak bilinen kozmik nesnelerin tesadüfi bir hizalanmasına dayanıyordu. Uzay-zaman büyük cisimlerin etrafında, üzerine oturduğunuzda trambolinin vücudunuzun altında nasıl çukurlar oluşturduğunu anımsatan bir şekilde kıvrılır. Bilyeleri trambolin minderi üzerinde yuvarlarsanız, düz bir çizgide değil, yuvarlak yüzeyi takip ettikleri için kavisli bir çizgide hareket edeceklerdir.

Benzer bir şey, galaksi veya galaksi kümesi gibi büyük bir nesnenin etrafındaki kavisli uzay-zamanla karşılaştığında uzayda akan ışığa da olur. Örneğin bu nesnelerden birinin arkasında uzak bir galaksi varsa, daha uzaktaki galaksiden gelen ışık eğri uzay-zamanda ilerlerken çarpıtılır ve büyütülür.

Bunun harika olmasının bir nedeni, bilim insanlarının bu uzak galaksileri mercek olmadan yapabileceklerinden çok daha ayrıntılı olarak inceleyebilmeleridir. Ancak ışığın bozulma ve dağılma şekli, ön plandaki mercekte yerçekiminin dağılımını da ortaya çıkarabilir.

Görünüşe göre bu, karanlık maddenin nerede saklandığını bulmak için mükemmel bir yol. Karanlık maddenin ne olduğunu bilmiyoruz; ışık yaymıyor, bu yüzden onu doğrudan tespit edemiyoruz. Bildiğimiz şey, Evren'de aşırı yerçekimi yapan görünmez bir kütle olduğu. Bu kütleçekiminin etkilerini tespit edebilir ve böylece kütlenin nerede gizlendiğini bulabiliriz.

Bu bize hala karanlık maddenin ne olduğunu söylemeyecektir, ancak nerede olduğunu bulmak nasıl çalıştığını kavramamıza yardımcı olabilir. Yerçekimsel bir mercek söz konusu olduğunda, arka plan nesnesinin bozulmuş ışığından çözülen kütle dağılımından tüm normal maddeyi (yani galaksileri) çıkardığınızda, elinizde kalan şey karanlık maddedir.

Inoue ve meslektaşlarının, ışığının bize ulaşması yaklaşık 11,3 milyar yıl süren MG J0414+0534 adlı kütleçekimsel mercekli galaksi ile yaptıkları şey budur. Biraz daha yakında bulunan ön plandaki mercek galaksi, bu ışığı çarpıtarak dört görüntüye bölmüştür.

Bu bölünmüş görüntülerin konumları, ön plandaki galaksinin görünür kısımlarının mercekleme etkisi tarafından tamamen hesaba katılmamaktadır. Bu nedenle araştırmacılar, güçlü Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizisi'ni ve yeni bir analiz tekniğini kullanarak, mercek galaksinin görünür kısımlarının MG J0414+0534'ten gelen bozulmuş ışık üzerindeki etkilerini çıkararak, len'in karanlık maddesinin daha ayrıntılı bir haritasını çıkardılar.

Ortaya çıkan bu harita, soğuk karanlık madde teorisinin öngördüğü gibi, galaksilerin içinde ve aralarındaki boşluklarda çok sayıda karanlık madde kümesi olduğu teorisini desteklemektedir. Bu teorinin galaksilerden daha küçük ölçekte tutarlı kaldığını ilk kez teyit ediyor.

Araştırmacılar bunun, karanlık maddeyi anlama arayışına yardımcı olacak yeni ve güçlü bir araç sunduğunu söylüyor. Galaksilerden daha küçük ölçeklerde dağılımını çözememek, özelliklerini kısıtlama çabalarını engelledi. Bunu yapabilmek, bilim insanlarının gizemli, her yerde bulunan kütlenin kimliğine ilişkin seçenekleri daraltmalarına yardımcı olacaktır.

 

Kaynak: https://www.sciencealert.com/