Gökbilimciler erken evren galaksilerinde hakim olan karanlık maddeyi bulur

Uluslararası bir araştırmacı ekibi, yaklaşık 13 milyar ışık yılı uzaklıktaki galaksilerde iki süper kütleli kara deliğin halesine hakim olan karanlık madde buldu. Onların çalışması, yayınlanmış içinde Astrofizik Dergisievren hala çok gençken karanlık madde ve süper kütleli kara delikler arasındaki ilişki hakkında yeni bir fikir veriyor ve galaksilerin bugüne kadar nasıl geliştiğini.

Karanlık maddenin galaksilerde önemli bir rol oynadığını keşfeden ilk kişi, 1970’lerde yerel galaksilerin dış kısımlarının beklenenden daha yüksek hızlarda döndüğünü ve daha sonra düz bir rotasyon eğrisi olarak adlandırılan şeyi oluşturduğunu fark eden gökbilimci Vera Rubin idi.

Galaksiler sadece yıldızlardan ve gazdan oluşmuş ve Newton yasalarına uymuş olsaydı, bir galaksinin etekleri Galaxy’nin merkezine daha yakın olan tepe hızından daha yavaş hareket ederdi. Rubin’in gözlemleri, ancak galaksiyi halo gibi çevreleyen ve galaksi merkezinden herhangi bir yerde yıldız ve gazın daha yüksek hızda hareket etmesine izin veren büyük miktarda görünmez kitle varsa mantıklı olabilir.

Dahası, evrendeki şu ana kadar karanlık madde montajı, evreni anlayışımız için temel önemine rağmen, asla gözlemsel olarak kısıtlanmamış ve bilinmemektedir.

Tokyo Üniversitesi Kavli Evrenin Fizik ve Matematiği Enstitüsü (Kavli IPMU, WPI) ziyaret eden araştırmacı ve Peking Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Qinyue Fei tarafından yönetilen ve Kavli IPMU Profesörü John Silverman, Texas Austin’s Dr. Seiji Fujimoto ve Peking Üniversitesi Kavli Astronomi ve Astrofizik Doçent Enstitüsü Ran Wang, yaklaşık 13 milyar ışık yılı uzaklıktaki süper kütleli kara deliklerin karanlık madde içeriğini incelediler.

Silverman, “Vera Rubin, yakındaki yerel galaksilerin rotasyon eğrilerini kullanarak karanlık madde için ilk kanıt sağladı. Aynı tekniği kullanıyoruz ama şimdi erken evrende.” Dedi.

Atacama büyük milimetre/subsillimetre dizisi (ALMA) ve iyonize karbon (c+) emisyon hattından verilerin kullanılması mümkün olan araştırmacılar, Redshift 6’da iki Quasar konakçı galaksisinin gaz dinamiklerini ortaya çıkarabildiler. Her birinin rotasyon eğrilerini inceleyerek Galaxy, Karanlık Madde toplam kütlesinin yaklaşık% 60’ını oluşturdular.

Galaksideki yarıçap ile hız değişiklikleri mavi kaydırılmış gaz (araştırmacılara doğru hareket eder) ve kırmızı kaydırılmış gaz (uzaklaşan) ile yakalanır.

İlginç bir şekilde, geçmiş çalışmalardan uzak evrendeki rotasyon eğrileri, galaksi eteklerinde bir azalma ortaya çıkarır, bu da karanlık maddenin düşük bir kısmı anlamına gelir. Ancak FEI ve Silverman ekibi tarafından alınan veriler, yüksek hızları açıklamak için daha karanlık bir maddenin gerekli olduğunu gösteren Dünya’ya yakın olan büyük disk galaksilerine benzer şekilde düz bir dönme eğrisi gösterir.

Ekibin bulguları, karanlık madde ve süper kütleli kara delikler arasındaki karmaşık ilişkiye ışık tutuyor. Galaksilerin erken evrenden bugün gözlemlediğimiz yapılara nasıl geliştiğini anlamak için bulmacanın önemli bir parçasını sunuyorlar.