Karanlık Madde Olmayan Bir Gökada


Dr. Mahir E. Ocak [TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi]
Karanlık maddenin doğası bugün hâlâ tartışma konusu. Ancak fizikçilerin çoğunun üzerinde anlaştığı bir nokta varsa o da karanlık maddenin gökadaların oluşumu açısından çok önemli olduğudur. Gökadalardaki yıldızları ve gezegenleri meydana getiren sıradan maddenin bir araya gelmesini ve gök cisimlerini oluşturmasını sağlayan karanlık maddenin kütleçekimidir. Ancak Yale Üniversitesi’nden bir grup gökbilimcinin yakın zamanlarda elde ettiği sonuçlar, gökadaların oluşumuyla ilgili bilgilerin gözden geçirilmesi gerektiğini gösteriyor. Dr. Pieter van Dokkum ve arkadaşları yakın zamanlarda Nature’da yayımladıkları bir makalede neredeyse hiç karanlık madde içermeyen bir gökada keşfettiklerini açıkladı.
NGC1052-DF2 adı verilen gökada Dünya’dan yaklaşık 65 milyon ışık yılı uzaklıkta ve hacmen neredeyse gökadamız kadar büyük. Gökadanın içerdiği yıldız sayısıysa gökadamızın sadece yüzde biri kadar. Görünüşü tipik spiral gökadalara benzemeyen NGC1052-DF2, ilk kez 2015 yılında keşfedilen “aşırı düşük yoğunluklu” gökadaların bir örneği.
Karanlık maddenin aşırı düşük yoğunluklu gökadaların oluşum süreçlerinde nasıl rol aldığını daha iyi anlamak isteyen van Dokkum ve çalışma arkadaşları Dragonfly Telefoto Dizisi adını verdikleri bir teleskop kurdu. Bu teleskopla gözlemlenen ilk gökada aşırı miktarda karanlık madde içeriyordu ki bu durum zaten şaşırtıcıydı. Daha sonraları gözlemlenen başka bir gökadanın neredeyse hiç karanlık madde içermediğinin anlaşılmasıysa çok daha şaşırtıcı bulunuyor.
NGC1052-DF2 Dragonfly Teleskobu ile alınan ilk görüntülerde sıradan bir aşırı düşük yoğunluklu gökadaya benziyormuş. Ancak elde edilen görüntülerin aynı gökadanın Sloan Digital Sky Survey tarafından çekilmiş başka görüntüleriyle uyumsuz olduğu fark edilmiş. Dragonfly’ın çektiği görüntülerdeki bazı solgun yapılar Sloan görüntülerinde noktasal ışık kaynakları gibi görünüyormuş. Araştırmacılar iki teleskobun aldığı görüntüler arasındaki uyumsuzluğun kaynağını belirlemek için başka teleskopların alacağı görüntülere bakmaya karar vermiş. Hubble Uzay Teleskobu ile W. M. Keck ve Gemini gözlemevlerindeki teleskopları kullanılarak elde edilen görüntüler incelendiğinde Sloan görüntülerinde noktasal olarak görünen yapıların aslında 10 ayrı “küresel küme” olduğu anlaşılmış. Küresel kümeler, gökadaların kütle merkezi etrafında dolanan yıldız kümeleridir.
Araştırmacılar küresel kümelerin hareketlerini incelediklerinde beklenenden çok daha yavaş hareket ettiklerini fark etmişler. Gökadamız ve benzeri diğer gökadalardaki küresel kümelerin hareket hızları, sadece sıradan maddenin kütleçekimi hesaba katılarak yapılan tahminlerden daha yüksektir. 20. yüzyılın ilk yarısında karanlık maddenin varlığının öne sürülmesinin sebeplerinden biri de buydu. Başka bir deyişle, bu düşünceye göre, küresel kümelerin hareket hızlarının sadece sıradan madde hesaba katılarak yapılan tahminlerden daha yüksek olmasının sebebi karanlık maddenin kütleçekimidir. Araştırmacılar NGC1052-DF2 gökadasındaki küresel kümelerin hareket hızlarının sadece gözlemlenen yıldızların sebep olduğu kütleçekimiyle açıklanabileceğini söylüyor. Dolayısıyla bu durum gökadada karanlık madde olmadığı anlamına geliyor.
Elde edilen sonuçların doğru olduğu varsayılırsa karanlık maddenin kütleçekim etkisi olmadan gökadaların nasıl oluşabileceği sorusu akıllara geliyor. Bu sorunun doğru cevabı olabilecek birkaç hipotez var. Durgun bir gaz kütlesi yakınlardaki, gözlemlenmemiş bir gökada tarafından etkilenmiş ya da iki ayrı gaz kütlesi çarpışarak sıkışmış ve yıldız oluşumu başlamış olabilir. Bu konuyla ilgili, yaklaşık 20 yıl önce öne sürülmüş bir başka düşünceyse, NGC1052- DF2 benzeri gökadalardaki maddenin kaynağının karadelikler madde yutarken etrafa saçılan jetler olması.
Günümüzde bazı fizikçiler, karanlık madde diye bir şeyin olmadığını, karanlık maddeye atfedilen gözlemsel verilerin kaynağının başka şeyler olduğunu öne sürüyor. Bu alternatif kuramlardan biri kısaca MOND olarak adlandırılan “modifiye Newton Kütleçekimi”. Bir başka kuramdaysa kütleçekimi kuantum salınımlarının ve karanlık enerjinin bir “yan ürünü” olarak değerlendiriliyor. NGC1052-DF2’de hiç karanlık madde olmaması, bu ve benzeri kuramları yanlışlıyor ve karanlık madde diye bir şeyin gerçekten de var olduğuna işaret ediyor. Çünkü, eğer iddia edildiği gibi karanlık madde olmasaydı ve karanlık maddeye atfedilen gözlemler Isaac Newton’un kütleçekim kuramını modifiye ederek ya da kuantum salınımları ve karanlık maddeyle açıklanabilecek şeyler olsaydı, sadece belirli gökadalarda değil tüm gökadalarda gözlemlenmeleri gerekirdi. Dolayısıyla NGC1051-DF2 gökadasında karanlık maddenin hiç olmadığına işaret eden veriler aynı zamanda karanlık maddenin fiziksel bir gerçekliğe sahip olduğunu da gösteriyor.
Gelecekte yapılacak daha detaylı gözlemler ve analizler, hem karanlık madde olmadan da gökadaların nasıl oluştuğunun hem de karanlık maddenin doğasının daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.
Kaynaklar
Boyle, R., “Astronomers Boggle at Distant Galaxy Devoid of Dark Matter”, Scientific American, https://www.scientificamerican.com/article/ astronomers-boggle-at-distant-galaxydevoid-of-dark-matter/, 28 Mart 2018. https://www.nature.com/articles/nature25767

The following two tabs change content below.
Dünya denilen gezegende, resimde görülen beden içine sıkışmış bir varlık... Uyanmak için teskere bekleyen bir nefer... Tekamül denilen yolun ta! en başında olan bir yolcu... Kısacası HİÇ denecek kadar bile gelişememiş gariban... Ama yine de bu yola çıkmış olmaktan mutluluk duyan bir bilincim...

Latest posts by Seyfullah Demir (see all)