NASA’nın Chandra’sı bir ‘WHIM’ üzerinde galaksi kümesi çarpışması buluyor

Yerel evrendeki malzemenin envanterini çıkaran gökbilimciler yetersiz kalmaya devam ediyor. NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’nden çarpışan gökada kümeleri sistemi hakkında yeni bir sonuç, bu eksikliği açıklamaya yardımcı olabilir.

Bilim adamları evrenin bileşimi hakkında çok şey bilseler de, açıklamakta zorlandıkları can sıkıcı bir sorun var – henüz açıklanmayan önemli miktarda madde var.

Bu kayıp kütle, evrendeki maddenin çoğunluğunu oluşturan görünmez karanlık madde değildir. Bu, büyük patlamadan yaklaşık bir milyar yıl sonra yaratılan “normal” maddenin yaklaşık üçte birinin yerel evrenin, yani birkaç bölgeden daha küçük bölgelerdeki gözlemlerle henüz tespit edilmediği ayrı bir bilmecedir. Dünya’dan milyar ışık yılı uzakta. Bu madde hidrojen, helyum ve diğer elementlerden oluşur ve yıldızlar, gezegenler ve insanlar gibi nesneleri oluşturur.

Bilim adamları, bu eksik kütlenin en azından bir kısmının, galaksiler ve galaksi kümeleri arasındaki boşlukta, sıcaktan sıcağa (10.000 ila 10.000.000 kelvin arasında değişen) gazın devasa iplikçiklerinde veya filamanlarında gizlenebileceğini öne sürdüler. Buna “sıcak-sıcak galaksiler arası ortam” veya WHIM adını verdiler.

Çarpışan gökada kümelerinden oluşan bir sistemi gözlemlemek için Chandra’yı kullanan bir gökbilimciler ekibi, muhtemelen aralarındaki boşlukta bulunan bu WHIM’in kanıtını buldu.

Astrofizik Merkezi’nden Arnab Sarkar, “Bu eksik madde iplikçiklerini bulmanın son derece zor olduğu kanıtlandı ve sadece birkaç örnek biliniyor” dedi. Harvard & Smithsonian (CfA), Cambridge, Massachusetts’te bu çalışmayı yürüten kişidir. “Muhtemelen bir başkasını saptadığımız için heyecanlıyız.”

Araştırmacılar Chandra’yı, Dünya’dan yaklaşık 1,4 milyar ışıkyılı uzaklıkta çarpışan gökada kümelerini içeren Abell 98’i incelemek için kullandılar. Chandra verileri, yaklaşık 20 milyon kelvin sıcaklıkta gaz ve yaklaşık 10 milyon kelvin sıcaklıkta daha soğuk gaz içeren çarpışan iki küme arasında bir X-ışını emisyon köprüsü olduğunu ortaya koyuyor. Köprüdeki daha sıcak gaz, muhtemelen birbiriyle örtüşen iki kümedeki gazdan kaynaklanmaktadır. Soğutucu gazın sıcaklığı ve yoğunluğu, WHIM’deki en sıcak ve en yoğun gaz için yapılan tahminlerle uyumludur.

Ek olarak, Chandra verileri, süpersonik bir düzlemden gelen sonik bir patlamaya benzeyen bir şok dalgasının varlığını gösterir. Bu şok dalgası, başka bir kümeyle çarpışmaya başladığı için gökada kümelerinden biri tarafından yönlendirilir ve onun önünde bulunur. Bu, gökbilimcilerin bir gökada kümesi çarpışmasının erken evrelerinde, küme merkezleri birbirinin yanından geçmeden önce böyle bir şok dalgası bulduğu ilk zamandır.

Yine CfA’dan ortak yazar Scott Randall, “Bu şok dalgasının önemli bir keşif olduğunu düşünüyoruz çünkü modellerimiz bu tür özelliklerin orada olması gerektiğini öngördü, ancak şimdiye kadar bir tane görmedik” dedi. “Onlar, sonunda kümelerin birleşmesine yol açacak olan erken çarpışma sürecinin önemli bir parçası.”

Bu şok dalgası, Abell 98’deki WHIM’in keşfiyle doğrudan bağlantılı olabilir, çünkü kümeler çarpışırken aradaki gazı ısıtmıştır. Bu, WHIM filamentindeki -Güneş kütlesinin yaklaşık 400 milyar katı olduğu tahmin edilen- gazın sıcaklığını Chandra verileriyle tespit edilebilecek kadar yükseltmiş olabilir.

Binlerce gökada, büyük miktarda sıcak gaz ve muazzam karanlık madde rezervuarları içeren gökada kümeleri, evrendeki yerçekimi tarafından bir arada tutulan en büyük yapılardır. Bilim adamları, milyonlarca veya milyarlarca yıl boyunca birbirleriyle birleşerek devasa boyutlarına ulaşabileceklerini düşünüyorlar.

Kentucky Üniversitesi’nden ortak yazar Yuanyuan Su, “Galaksi kümeleri çarpıştığında, başka herhangi bir kozmik ortamda nadiren gördüğümüz aşırı fiziği görme şansımız oluyor” dedi.

Sarkar ve arkadaşları tarafından bu sonucu açıklayan bir makale yayınlandı. Astrofizik Dergi Mektupları