Basitçe ifade etmek gerekirse, Karanlık Maddenin sadece Evrenin kütlesinin büyük bir kısmını oluşturduğuna inanmakla kalmaz, aynı zamanda galaksilerin üzerine inşa edildiği iskele olarak da hareket eder. Ancak bu gizemli, görünmez kütlenin kanıtını bulmak için bilim adamları, kara delikleri incelemek için kullanılanlara benzer dolaylı yöntemlere güvenmek zorunda kalıyorlar. Esasen, Kara Maddenin varlığının çevresindeki yıldızları ve galaksileri nasıl etkilediğini ölçüyorlar.
Gökbilimciler bugüne kadar orta ve büyük gökadaların etrafındaki karanlık madde yığınlarının kanıtlarını bulmayı başardılar. İçindeki verileri kullanma Hubble uzay teleskobu ve yeni bir gözlem tekniği olan UCLA ve NASA JPL'den bir gökbilimciler ekibi, karanlık maddenin daha önce düşünüldüğünden çok daha küçük kümeler oluşturabildiğini keşfetti. Bu bulgular bu hafta Amerikan Astronomi Derneği'nin (AAS) 235. toplantısında sunuldu.
Karanlık Madde hakkında en yaygın kabul gören teori, bunun baryonik (aynı zamanda normal veya “aydınlık” madde) - yani protonlar, nötronlar ve elektronlarla aynı şeylerden oluşmadığını belirtir. Bunun yerine, Karanlık Madde, normal madde ile sadece yerçekimi, temel kuvvetlerin en zayıfı - diğerleri elektromanyetik, güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler ile etkileşen bilinmeyen bir çeşit bilinmeyen atomaltı parçacıktan oluşacak şekilde teorize edilmiştir.
Yaygın olarak kabul edilen bir başka teori, Kara Maddenin diğer parçacık türlerine kıyasla yavaş hareket ettiğini ve bu nedenle topaklanma eğilimli olduğunu belirtir. Bu düşünceye uygun olarak, Evren, küçükten büyüğe kadar geniş bir yelpazede karanlık madde konsantrasyonları içermelidir. Bununla birlikte, şimdiye kadar hiçbir küçük konsantrasyon gözlemlenmemiştir.
Hubble'ın Geniş Alan Kamerası 3 (WFC3) tarafından elde edilen verileri kullanarak, araştırma ekibi seyahat ederken nasıl etkilendiğini görmek için sekiz uzak galaksinin (yani kuasarların) parlak çekirdeklerinden gelen ışığı ölçerek bu küçük kümelerin kanıtlarını bulmaya çalıştı. uzayda. Gökbilimciler tarafından uzak galaksileri, yıldız kümelerini ve hatta dış gezegenleri incelemek için yaygın olarak kullanılan bu teknik, yerçekimi merceği olarak bilinir.
Başlangıçta Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi tarafından öngörülen bu teknik, büyük kozmik nesnelerin, daha uzaktaki nesnelerden gelen ışığı çarpıtmak ve büyütmek için çekim kuvvetine dayanır. Gözlem ekibinin bir üyesi olan UCLA'dan Daniel Gilman süreci şöyle açıkladı:
“Bu sekiz gökadanın her birinin dev bir büyüteç olduğunu hayal edin. Küçük karanlık madde kümeleri, camın düzgün olup olmadığını görmek için beklediğinizle karşılaştırıldığında, dört quasar görüntünün parlaklığını ve konumunu değiştirerek, büyüteç üzerinde küçük çatlaklar görevi görür. ”
Umulduğu gibi, Hubble görüntüler, bu sekiz kuasardan gelen ışığın, teleskopun görüş hattı boyunca ve ön plan mercek gökadaları içinde ve çevresinde küçük kümelerin varlığıyla tutarlı bir mercek efektine maruz kaldığını gösterdi. Sekiz kuasar ve gökada o kadar hassas bir şekilde hizalanmıştır ki, çözgü etkisi her kuasarın çarpık dört görüntüsünü üretmiştir.
Ayrıntılı bilgi işlem programları ve yoğun yeniden yapılandırma tekniklerini kullanan ekip, bozulma düzeyini, kuasarların Karanlık Madde'nin etkisi olmadan nasıl görüneceğine dair tahminlerle karşılaştırdı. Bu ölçümler ayrıca, Samanyolu'nun kendi Karanlık Madde halounun kütlesinin 1 / 10.000 ila 1 / 100.000'inci olduğunu belirten karanlık madde konsantrasyonlarının kütlelerini hesaplamak için de kullanıldı.
Küçük konsantrasyonların ilk kez gözlemlenmesine ek olarak, ekibin sonuçları “Soğuk Karanlık Madde” teorisinin temel tahminlerinden birini doğrular. Bu teori, Kara Madde yavaş hareket ettiği (veya “soğuk”) olduğu için, küçük konsantrasyonlardan Samanyolu'nun kütlesinin birkaç katı olan muazzam yapılara kadar çeşitli yapılar oluşturabildiğini varsayar.
Bu teori aynı zamanda Evrendeki tüm gökadaların “Haleler” olarak bilinen Karanlık Madde bulutları içinde oluştuğunu ve bunların içine gömüldüğünü belirtir. Küçük ölçekli topaklar kanıtı yerine, bazı araştırmacılar, Dark Matter'ın aslında “sıcak”, yani hızlı hareket edebileceğini ve bu nedenle daha küçük konsantrasyonlar oluşturmak için çok hızlı olabileceğini önerdiler.
Bununla birlikte, yeni gözlemler Soğuk Karanlık Madde teorisinin ve desteklediği kozmolojik modelin (Lambda Soğuk Karanlık Madde (? CDM) modeli) doğru olduğuna dair kesin kanıtlar sunmaktadır. Los Angeles (UCLA) Kaliforniya Üniversitesi'nden ekip üyesi Prof. Tommaso Treu açıkladı. Hubble gözlemler, karanlık maddenin doğası ve nasıl davrandığı hakkında yeni bilgiler verir.
“Soğuk karanlık madde modeli için çok cazip bir gözlem testi yaptık ve uçan renklerle geçiyor” dedi. "Hubble, yaklaşık 30 yıllık bir operasyondan sonra, temel fizik ve teleskopun ne zaman piyasaya sürüldüğünü bile hayal bile etmediğimiz evrenin doğası hakkında en son görüşleri sağlıyor."
NASA Jet Tahrik Laboratuvarı araştırmacısı Anna Nierenberg Hubble Anket, ayrıca açıklanmıştır:
Yıldızlardan yoksun karanlık madde konsantrasyonları için av yapmak zor oldu. Ancak Hubble araştırma ekibi, karanlık maddenin izleyicileri olarak yıldızların yerçekimi etkilerini araştırmaya ihtiyaç duymadıkları bir teknik kullandı. Ekip, kuasar (aktif kara deliklerin etrafındaki çok büyük miktarda ışık yayan bölgeler) adı verilen sekiz güçlü ve uzak kozmik “sokak lambasını” hedefledi. Gökbilimciler, kuasarların kara deliklerinin her birinin etrafında dönen oksijen ve neon gazı tarafından yayılan ışığın, büyüteç mercek gibi davranan büyük bir ön plan galaksisinin yerçekimi ile nasıl çarpıdığını ölçtüler.
Çalışmada tespit edilen küçük yapıların sayısı, karanlık madde parçacıklarının doğası hakkında daha fazla ipucu sunmaktadır, çünkü özellikleri kaç kümenin oluştuğunu etkileyecektir. Bununla birlikte, Karanlık Maddenin oluşturduğu parçacık türü şimdilik bir sır olarak kalmaktadır. Neyse ki, yakın gelecekte yeni nesil uzay teleskoplarının konuşlandırılmasının bu konuda yardımcı olması bekleniyor.
Bunlar arasında James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ve her ikisi de bu on yıla çıkması planlanan kızılötesi gözlemevleri olan Geniş Alan Kızılötesi Anket Teleskopu (WFIRST) bulunmaktadır. Sofistike optikleri, spektrometreleri, geniş görüş alanı ve yüksek çözünürlüğü ile bu teleskoplar, büyük gökadalardan, galaksi kümelerinden ve ilgili halolarından etkilenen tüm alan bölgelerini gözlemleyebilecekler.
Bu, gökbilimcilerin Karanlık Maddenin gerçek doğasını ve kurucu parçacıklarının nasıl göründüğünü belirlemelerine yardımcı olmalıdır. Aynı zamanda, gökbilimciler aynı araçları, şimdilik sadece dolaylı olarak incelenebilen başka bir büyük kozmolojik gizem olan Karanlık Enerji hakkında daha fazla bilgi edinmek için kullanmayı planlıyorlar. Heyecan verici zamanlar önde!
