Einstein halkasında rekor keşif: Evrenin en küçük karanlık madde topağı bulundu

Astronomlar, uzak bir galaksinin etrafında oluşan ışık halkasında gizlenmiş, şaşırtıcı derecede küçük bir “karanlık nesne” keşfetti. Rekor niteliğindeki bulgu, evrenin büyük kısmını oluşturduğu varsayılan karanlık maddenin gizemli doğasını aydınlatabilir.

Söz konusu gizli nesne, B1938+666 adlı bir “Einstein halkasında” tespit edildi. Yaklaşık 10 milyar ışık yılı uzaklıktaki bu yapı, uzak bir galaksiden gelen ışığın, ön plandaki bir başka galaksi tarafından bükülmesiyle oluşuyor. Bu etkiye kütleçekimsel mercekleme deniyor. Albert Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’nde öngörüldüğü için onun adıyla anılıyor.

Normalde kütleçekimsel mercekler ışığı hem büker hem de büyütür. Eğer arka plandaki galaksi, mercek görevi gören galaksiyle hizalanırsa, ışık halka biçimini alıyor. Ufak hizalanma bozuklukları ise bazen çarpı, zikzak, hatta soru işareti biçiminde ışık şekilleri oluşturabiliyor.

B1938+666 ilk olarak 1990’larda keşfedilmişti. Ancak 9 Ekim’de Nature Astronomy ve Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergilerinde yayımlanan iki yeni çalışmada, araştırmacılar bu halkayı daha detaylı inceledi.

GİZEMLİ SALINIM

Radyo dalgalarındaki hafif bir “salınım”, bilim insanlarının dikkatini çekti. İnceleme sonucunda bunun, görünmeyen bir nesnenin kütleçekimsel etkisinden kaynaklandığı belirlendi.

Hollanda Groningen Üniversitesi ve Güney Afrika Pretoria Üniversitesi’nden astronom John McKean, keşfi şöyle anlattı:

“İlk yüksek çözünürlüklü görüntüde, kütleçekimsel yayda daralma fark ettik. Bu, araya küçük bir kütle girdiğinin açık göstergesiydi. Bizimle uzak galaksi arasında yalnızca başka bir kütle topağı bu etkiyi yaratabilirdi.”

Nesnenin kütlesi Güneş’in yaklaşık bir milyon katı olsa da, bu aslında şimdiye kadar kütleçekimsel mercekleme yöntemiyle tespit edilen en küçük nesne anlamına geliyor. Ayrıca bir önceki rekordan yaklaşık 100 kat daha küçük.

Araştırma, dünyanın farklı noktalarındaki teleskoplardan alınan verilerin birleştirilmesiyle yapıldı. Keşifte Green Bank Teleskobu (ABD), Very Long Baseline Array (New Mexico) ve Avrupa VLBI Ağı kullanıldı. Bu sayede, Dünya büyüklüğünde bir teleskop etkisi elde edilerek olağanüstü bir gözlem gücü sağlandı. Ancak veri miktarı o kadar büyüktü ki, bilim insanları tamamen yeni bir hesaplama yöntemi geliştirmek zorunda kaldı.

KARANLIK MADDE TOPAĞI

Araştırmacılar, bu gizli nesnenin karanlık madde topağı olduğundan emin olmasa da, büyük olasılıkla öyle olduğunu düşünüyor.

Karanlık madde, evrenin yaklaşık yüzde 27’sini oluşturuyor ve ışıkla etkileşime girmediği için doğrudan gözlemlenemiyor. Kütleçekimsel mercekleme ise karanlık maddeyi dolaylı biçimde saptamanın en etkili yollarından biri.

Bu tür keşifler, “soğuk karanlık madde” teorisini test etmek açısından da önemli. Bu teoriye göre karanlık madde, yalnızca düşük hızda hareket edebildiğinde kümelenebiliyor; bu da düşük enerji salımı anlamına geliyor.

Ve araştırmacılara göre, bu tür küçük karanlık madde kümeleri evrende sanılandan çok daha yaygın olabilir. Vegetti şöyle diyor:

“Her galaksinin -Samanyolu dahil- karanlık madde topaklarıyla dolu olduğunu düşünüyoruz. Ancak bunları bulmak ve varlıklarını kanıtlamak ciddi hesaplama gücü gerektiriyor.”

Bugüne kadar bu büyüklükte yalnızca üç benzer karanlık madde topağı tespit edildi. Ancak yeni geliştirilen yöntem sayesinde, mevcut Einstein halkalarında daha fazlasının keşfedilmesi bekleniyor. Özellikle James Webb Uzay Teleskobu, bu halkaları tespit etmede son derece başarılı olduğu için araştırmaların hızla artması bekleniyor.