Şili’deki Cerro Tololo Amerikalararası Gözlemevi’ndeki Victor M. Blanco 4 metrelik teleskopundaki güçlü Karanlık Enerji Kamerasından (DECam) alınan yeni bir görüntü, yaklaşık 321 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan Koma gökada kümesine kısa bir bakış sağlıyor. takımyıldızı Berenices Saçı.
1000’den fazla gökadadan oluşan bu küme, karanlık madde araştırmalarında önemli bir iz bıraktı. Caltech gökbilimcisi Fritz Zwicky, 1937’de karanlık maddenin varlığına dair ilk kanıtı burada keşfetti. Kümedeki galaksilerin, kümede izin verilen tüm görünür maddenin yarattığı çekim alanından daha hızlı hareket ettiğini fark etti. Aslında galaksiler o kadar hızlı hareket ediyorlar ki, kesinlikle kümeden kaçıp derin uzaya dağılmış olmaları gerekirdi. Böylece Zwicky, Saç kümesinde önemli miktarda görünmez veya “karanlık” madde olması gerektiği sonucuna vardı, ancak fikirleri o zamanlar çok radikal kabul ediliyordu.
Astronomlar ancak 1960’ların sonu ve 1970’lerin başında, Vera Rubin ve Kent Ford’un galaksilerin dönüş eğrilerini (yani galaksilerdeki yıldızların ve gazların ne kadar hızlı hareket ettiğini) inceleyerek galaksilerdeki karanlık maddeye dair sistematik kanıtlar bulmasına kadar başlamadılar. Karanlık maddenin varlığı hipoteziyle ilgili ciddileşmek.
Bugün Koma kümesinin kütlesinin %90’ının karanlık maddeden oluştuğu biliniyor.
Bu ilk dönüm noktalarından bu yana, gözlemlerin ve teorinin birleşimi, kozmik karanlık madde ağının ve gaz ve toz biçimindeki sıradan maddenin nüfuz ettiği bir evreni tasvir eden standart kozmoloji modelinin de ortaya çıkmasına yol açtı. Galaksiler bu ağın şeritleri boyunca oluşma eğilimindedir ve ağın bu ipliklerin birleştiği düğüm noktalarında gökbilimciler galaksi kümeleri bulurlar.
Almanya’daki Ludwig Maximilian Üniversitesi’nden Nicola Malavasi liderliğindeki bir ekip tarafından 2020 yılında yapılan bir araştırma, kümenin kozmik ağın üç ayrı ipliğiyle ilişkili olduğunu ve ipliklerden ikisinin özellikle belirgin olduğunu ortaya çıkardı. Karanlık madde, gaz ve hatta galaksilerin tamamı iplikçikler boyunca akar ve iplikçiklerin buluştuğu Saç Kümesi’nde son bulur. Filamentlerden biri kümenin batı tarafında (bizim bakış açımıza göre) yer alır ve filamandan düşen malzeme kümenin içindeki ortamla çarpıştığında oluşan X-ışınları yayan şok dalgasıyla çakışır. Kümedeki galaksiler arasındaki boşluğu dolduran sıcak gaz.
Kümenin kuzeydoğu köşesinde başka bir iplikçik bulunur ve kümeye düşen dev eliptik gökada NGC 4839’u çevreleyen küçük bir gökada grubuyla ilişkilidir. Özellikle bu filament, kümenin bu köşesinde yıldız oluşumunu ateşleyen temiz, soğuk hidrojen gazını getiriyor. Bu aynı zamanda kümenin hâlâ madde biriktirdiğini ve bu iplikçikler aracılığıyla kütlesel olarak büyüdüğünü gösteriyor. Genel olarak, bir kümeye ne kadar çok filament bağlanırsa, küme o kadar büyük olur ve galaksi evrimi o kadar hızlı gerçekleşir; yıldız oluşumunun neredeyse durduğu daha fazla kırmızı eliptik ve merceksi galaksiler bulunur.
Bu yılın başlarında, Güney Kore ve ABD’deki gökbilimciler, Saç kümesi boyunca uzanan küme içi karanlık madde iplikçiklerini tespit etmek için zayıf yerçekimsel mercekleme tekniklerini kullanabildiler. Bu küme içi filamentler, kozmik ağın daha büyük filamentlerinin ucundaki dallar gibidir ve aslında kümeyi karanlık maddeyle besler. Bunlar, Hawaii’deki Mauna Kea’daki Subaru Teleskobu üzerindeki Hyper Suprime-Cam cihazı tarafından keşfedildi; bu aygıt, etraflarındaki galaksilerin ışığını hafifçe bozacak kadar alanı bükmeye yetecek kadar yer çekimi uygulayan karanlık madde filamentlerinin ince kütle etkisini tespit etti.
Kozmik ağ filamentleri aynı zamanda komşu galaksi kümelerini de birbirine bağlayabilir: filament, kümeyi Aslan Kümesi’ne bağlar ve çift birlikte, 3.000’den fazla galaksiyi içeren ve uzayda 20 milyon ışıkyılını kapsayan Saç Üstkümesi’ni oluşturur.
İsmine rağmen bu görüntüyü çeken karanlık enerji kamerası, 2013’ten 2019’a kadar bir araştırma aracı olan karanlık enerjiyi incelemiyor. Artık bu 570 megapiksellik astronomik kamera, düzenli olarak inanılmaz görüntüler üreten çok yönlü bir iş makinesi haline geldi, buna bu da dahil.
