Hubble, karanlık bir sır tarafından bir arada tutulan bir galaksiler örümceği olan Abell 611 ile ürkütücü sezonu kutluyor

Cadılar Bayramı kutlamalarında Hubble, size Dünya’dan 1000 megaparsek veya kabaca 3,2 milyar ışıkyılı üzerinde yer alan galaksi kümesi Abell 611’in bu mürekkepli görüntüsünü getiriyor. Tüm galaksi kümeleri gibi, Abell 611’in devam eden varlığı da gökbilimciler için bir gizem teşkil ediyor.

Spesifik olarak, hızla dönen kurucu gökadalardan oluşan ağında, kümenin ayrı uçmasını önlemek için yeterli kütlenin bulunmadığı görülüyor. Bu, gökadalar ve gökada kümeleri gibi çok büyük yapılara sahip astronomide köklü bir sorundur – sadece bir bütün olarak kalmaya yetecek kadar birleşik kütle içermiyorlar.

İlginç bir şekilde, bu problem kendisini daha küçük kozmik ölçeklerde sunmuyor. Örneğin, güneş sistemindeki gezegenlerin güneş etrafındaki geçişi, gezegenlerin ve güneşin kütleleri ve konumları kullanılarak nispeten kolay bir şekilde hesaplanabilir. Güneş sisteminin veya diğer yıldız-gezegen sistemlerinin bütünlüğünü açıklamak için fazladan bir kütleye ihtiyaç yoktur. Peki bu sezgisel kural neden daha büyük ölçeklerde bozuluyor?

Yaygın teori, evrenin çok miktarda karanlık madde olarak bilinen bir madde içerdiğidir. İsim kulağa uğursuz gelse de, “karanlık” basitçe bu bilinmeyen miktarın diğer maddeler gibi ışıkla etkileşime girmediği gerçeğine atıfta bulunur – elektromanyetik spektrumun herhangi bir bölümünü ne yayıyor, ne yansıtıyor ne de soğuruyor. Bu karanlık kalite, çeşitli olasılıklar öne sürülmüş olmasına rağmen, karanlık maddeyi karakterize etmeyi inanılmaz derecede zorlaştırıyor.

Esasen, karanlık madde adaylarının çoğu iki kategoriden birine girer: evrende çok büyük miktarlarda var olan, ancak bir nedenden dolayı diğer parçacıklar gibi ışıkla etkileşime girmeyen bir tür parçacık; ya da bir tür büyük kütleli nesne de evrende bol miktarda bulunur, ancak mevcut teleskop teknolojisini kullanarak kendisini tespit etmeye elverişli değildir.

En tuhaf adlandırılmış karanlık madde adaylarından ikisi, sırasıyla birinci ve ikinci kategoriye girer. Zayıf etkileşimli kütleli parçacıklar (WIMP’ler), fotonlarla etkileşime girmeyen, başka bir deyişle ışıkla etkileşime girmeyen varsayımsal atom altı parçacıklardır. Devasa astrofiziksel kompakt hale nesneleri (MACHO’lar), halihazırda bildiğimiz bir madde türünden (WIMP’lerin aksine) yapılmış, ancak çok az ışık yaydıkları için gözlemlenmesi son derece zor olan çok büyük kütleli nesnelerin varsayımsal bir kümesidir.

Bununla birlikte, muazzam çabalara rağmen, WIMP’ler, MACHO’lar veya başka herhangi bir karanlık madde biçimine dair kesin bir kanıt bulunamadı.

Karanlık madde inatla tanımlanamaz olarak kalırsa, neyse ki kolayca ölçülebilir. Aslında, Abell 611 gibi gökada kümeleri, küme içinde görülebilen yerçekimi merceklenmesine dair bol miktarda kanıt nedeniyle, karanlık maddenin nicelleştirilmesi için ideal laboratuvarlardır. Bir mercekleme örneği, belki de en açık şekilde görüntünün merkezinde, kümenin parlayan çekirdeğinin solunda, bir ışık eğrisinin görülebildiği yerde görülebilir. Bu eğri, Abell 611’in muazzam kütlesi tarafından bükülmüş ve bozulmuş (veya “merceklenmiş”) daha uzak bir kaynaktan gelen ışıktır.

Işığın küme tarafından bükülme derecesi, kümenin gerçek kütlesini ölçmek için kullanılabilir. Bu daha sonra kümenin tüm görünür bileşenlerinden elde edilen kütlesinin bir tahmini ile karşılaştırılabilir. Hesaplanan kütle ile gözlemlenen kütle arasındaki fark şaşırtıcıdır. Aslında, gökbilimciler şu anda evrendeki maddenin kabaca %85’inin karanlık madde olduğunu tahmin ediyor.

Abell 611’deki gökadaların kozmik örümcek ağını bir arada tutan şeyin gizemi çözülmemiş olsa bile, bu görüntünün ve onun içinde yer alan hem iyi kurulmuş hem de teorize edilmiş büyüleyici bilimin tadını çıkarabiliriz.