Bu, Abell 370 gökada kümesinin NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu görüntüsüdür. Görüntüde mavi renkle gösterilen, küme içinde bulunan karanlık maddenin haritasıdır. Bu küme, karanlık maddenin diğer karanlık maddelerle önceden düşünülenden daha az etkileşime girdiğini belirleyen 72 galaksi kümesi çarpışması çalışmasının bir parçasıydı. Kredi: NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, İsviçre), R. Massey (Durham Üniversitesi, Birleşik Krallık), Hubble SM4 ERO Ekibi ve ST-ECF
Karanlık Madde Nedir?
Karanlık madde, şu anda doğrudan gözlemlenemeyen, ancak Evrendeki tüm maddenin yaklaşık %85’ini oluşturduğu tahmin edilen bir madde biçimidir.
Evrenimizde, nesneler yerçekimi ile birbirini çeker. Bir nesnenin kütlesi ne kadar büyükse, yerçekimi o kadar güçlü olur. Yerçekiminin etkileri Evrenimizde gözlemlenebilir: gezegenler Güneş’in etrafında döner; ötegezegenler diğer yıldızların yörüngesinde döner; galaksiler etkileşir ve çarpışır; ve benzeri.
Bir gök cisminin kütlesi biliniyorsa, diğer gök cisimleriyle nasıl etkileşeceği yerçekimi yoluyla hesaplanabilir. Bununla birlikte, birçok galaksinin gözlemlerine dayanan hesaplamalar genellikle beklendiği gibi sonuçlanmaz. Galaksiler, yerçekimi tarafından bir arada tutulacak yeterli kütleden yoksun görünüyorlar – yerçekimi yasalarına göre, birbirlerinden uçmalılar veya hiç oluşmamalıydılar. Sonuç olarak, birçok gökbilimci, bu galaksileri bir arada tutan, karanlık madde olarak bilinen, henüz keşfedilmemiş bir madde formunun olması gerektiğini teorileştirdi.
Gözlemlere dayalı hesaplamaların mantıklı olması için, karanlık maddenin Evrenimizdeki tüm maddenin yaklaşık %85’ini ve Evrenimizin toplam kütle-enerji yoğunluğunun %27’sini oluşturması gerekir. Elektromanyetik alanla etkileşime girmediği ve bu nedenle ışığı yaymadığı, yansıttığı veya kırdığı görülmediği için ‘karanlık’ olarak adlandırılır.
Karanlık madde, şu anda doğrudan gözlemlenemeyen, ancak Evrendeki tüm maddenin yaklaşık %85’ini oluşturduğu düşünülen bir madde şeklidir. Kredi: ESA/Hubble (M. Kornmesser & LL Christensen)
Hubble, karanlık madde hakkında ipuçları aramak için araştırmalar yaptı ve yeni yöntemler geliştirdi. Uluslararası bir bilim adamları ekibi, Hubble ile gerçekleştirilen en büyük araştırmalardan biri olan COSMOS araştırmasını analiz ederek kozmolojideki en önemli sonuçlardan birini bir araya getirdi: üç boyutlu harita Bu, Evrendeki karanlık maddenin web benzeri büyük ölçekli dağılımına ilk bakışı sunuyor. 2007’deki bu tarihi başarı, karanlık madde yapısı oluşumuna ilişkin standart teorileri doğru bir şekilde doğruladı ve gökbilimcileri, karanlık maddenin Evrendeki etkisinin doğrudan gözlemlenmesine çıkarımdan aldı.
Karanlık maddenin uzay ve zaman içindeki dağılımını haritalamak, galaksilerin milyarlarca yıl boyunca nasıl büyüdüğünü ve kümelendiğini anlamak için esastır. Karanlık maddenin kümelenmesinin büyümesinin izini sürmek, sonunda karanlık enerjiye de ışık tutabilir; bu güç, maddeyi yerçekimi gibi çekmekten ziyade iten bir kuvvettir ve bu, karanlık maddenin nasıl kümelendiğini etkilemiş olabilir.
2009’da Hubble, güçlü yeni kanıt galaksilerin karanlık madde halelerine gömülü olduğunu. Yakınlardaki Kahraman gökada kümesinin çalkantılı kalbine bakan Hubble, etraflarındaki daha büyük gökadalar diğer gökadaların yerçekimi tarafından parçalanırken bozulmadan kalan büyük bir küçük gökada popülasyonu keşfetti. Bu, bozulmamış gökadaların, onları mahallelerindeki kaba ve taklalardan koruyan bir karanlık madde “yastığı” ile örtüldüğüne dair daha fazla kanıt sağladı.
Karanlık madde, şu anda doğrudan gözlemlenemeyen, ancak Evrendeki tüm maddenin yaklaşık %85’ini oluşturduğu düşünülen bir madde şeklidir. Kredi: ESA//Hubble, NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, İsviçre), R. Massey (Durham Üniversitesi, Birleşik Krallık), Hubble SM4 ERO Ekibi ve ST-ECF
Hubble, karanlık maddesinin çoğunu kaybetmiş gibi görünen NGC 1052-DF4 galaksisinin gizemini 2020’de de çözdü. Gökbilimciler, komşu bir gökadanın yerçekimi kuvvetlerinin karanlık maddeyi NGC 1052-DF4’ten sıyırdığı ve şimdi gökadanın parçalanmakta olduğu sonucuna vardılar. Keşif yalnızca astronomik bir bilmeceyi çözmekle kalmadı, aynı zamanda gökbilimcilere de rahat bir nefes verdi. Onsuz, bilim adamları yerçekimi yasalarına ilişkin anlayışımızı gözden geçirmek zorunda kalacaklardı.
Hubble ve NASAChandra X-ray Gözlemevi bir gözlemledi güçlü çarpışma titanik çarpışmanın karanlık maddeyi sıradan maddeden ayırdığını ortaya çıkaran galaksi kümeleri arasında. 2008 yılındaki bu keşif, araştırmacılara karanlık maddeyi ve özelliklerini anlama arayışlarında değerli ve çarpıcı kanıtlar sağladı.
Daha fazla Hubble ve Chandra işbirliği, kümeler çarpıştığında galaksi kümelerindeki karanlık maddenin nasıl davrandığının araştırılması için 2015’te devam etti. Sonuçlar, karanlık maddenin kendi kendisiyle önceden düşünülenden daha az etkileşime girdiğini ve bu gizemli maddenin ne olabileceğine dair seçenekleri daralttığını gösterdi.