Karanlık madde itirafı! Samanyolu sandığımızdan farklı bir yapıda

Bilim insanları, Samanyolu'nun ve Andromeda'nın da yer aldığı Yerel Grup'un, şimdiye dek tahmin edilenden çok daha farklı bir yapının içinde bulunduğunu ortaya çıkardı. Son araştırmaya göre, galaksimiz ve yakın komşuları, milyonlarca ışık yılı boyunca uzanan devasa, düz bir karanlık madde tabakası üzerinde yüzüyor. Bu beklenmedik bulgu, galaksilerin nasıl kümelendiği ve evrende nasıl hareket ettiğiyle ilgili uzun süredir kabul gören anlayışı sarsıyor. Çalışma, galaksiler arasındaki çekim kuvvetlerinin ve kütle dağılımının, düşünüldüğünden çok daha karmaşık bir geometriye sahip olduğunu gösterdi. Araştırmacılar, bu yeni modelin, yakın galaksilerin neden sakin bir şekilde uzaklaştığını ve galaktik düzlemin üzerindeki ve altındaki boşlukların neden oluştuğunu açıklamada önemli bir rol oynadığını vurguladı.

Bilim insanlarından karanlık madde tabakası modeli

Galaksiler, evrende rastgele dağılmıyor; aksine, devasa iplikler ve boşluklar oluşturarak kümeleniyor. Son yayımlanan çalışma, özellikle Yerel Grup'un, yani Samanyolu ve Andromeda'nın çevresindeki galaktik topluluğun, devasa ve düz bir yapının parçası olduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar, bu yapının milyonlarca ışık yılı boyunca uzandığını ve galaksimizin bu düzlemde konumlandığını belirledi. Yerel Grup'un çevresindeki kütlenin, uzun yıllar boyunca küresel bir baloncuk şeklinde düşünüldüğünü hatırlatan ekip, yeni bulguların ise düzlemsel bir dağılımın gerçek hareketlerle daha uyumlu olduğunu gösterdiğini açıkladı. Bu yeni karanlık madde modeli, galaksilerin etrafındaki çekim kuvvetlerinin ve kütle dağılımının, klasik küresel modellerden çok daha farklı bir şekilde işlediğini ortaya koyuyor. Özellikle karanlık madde, ışık yaymadığı için doğrudan gözlemlenemiyor; ancak galaksilerin hareketleri ve birbirlerine uyguladığı çekim sayesinde bu gizemli madde haritalanabiliyor. Araştırmanın başında Ewoud Wempe yer alırken, Groningen Üniversitesi Kapteyn Astronomik Enstitüsü, Max-Planck Astrofizik Enstitüsü, CNRS, Sorbonne Üniversitesi Paris Astrofizik Enstitüsü ve Stockholm Üniversitesi Oskar Klein Merkezi'nden bilim insanları da katkı sundu.

Yerel Grup'ta kütle dağılımı ve galaksilerin hareketleri

Yaklaşık bir yüzyıl önce Edwin Hubble, uzak galaksilerin evren genişledikçe bizden uzaklaştığını ortaya koymuştu. Ancak Andromeda'nın Samanyolu'na saniyede yaklaşık 62 mil hızla yaklaşıyor olması, Yerel Grup'taki kütlenin yalnızca görünen yıldızlardan ibaret olmadığını gösteriyor. Bu durum, bölgemizde büyük miktarda görünmeyen, yani karanlık madde bulunduğuna işaret ediyor. Yerel Grup'un hemen dışındaki galaksiler ise, Hubble akışı olarak adlandırılan düzene uygun şekilde sakin biçimde uzaklaşıyor. Bu gözlem, iki büyük galaksinin ötesinde kütle dağılımının beklenenden az olduğu klasik küresel modellerin yetersiz kaldığını gösterdi. 1959'da Franz Kahn ve Lodewijk Woltjer'in ortaya koyduğu zamanlama argümanı, Samanyolu ile Andromeda'nın hareketlerinden yola çıkarak büyük miktarda karanlık maddeye işaret etmişti. Şimdi ise, yeni model, bu kütlenin düz bir tabaka şeklinde dağıldığını göstererek, galaksiler arası hareketlerin neden bu kadar düzenli olduğunu açıklamaya yardımcı oluyor.

Simülasyonlarla karanlık madde tabakasının haritası çıkarıldı

Bu kozmik bulmacayı çözmek için araştırma ekibi, Galaksilerden Bayesyen Köken Yeniden Yapılandırması (BORG) isimli simülasyon yöntemine başvurdu. Bu yöntem, erken evrenin olası koşullarını temel alıp, günümüz gözlemleriyle uyumlu şekilde evrimleştiriyor ve böylece farklı kozmik tarih senaryoları oluşturuyor. Bilim insanları, yaklaşık 130 milyon ışık yılı genişliğinde bir bölgeyi kapsayan 169 bağımsız, yüksek çözünürlüklü simülasyon gerçekleştirdi. Her bir simülasyon, Samanyolu ve Andromeda'ya benzer galaksilerin doğru ayrılma ve hareket özelliklerine sahip olmasını sağladı. Ayrıca, 13 milyon ışık yılına kadar olan 31 yakın galaksinin mesafe ve geri çekilme hızları da simülasyonlarda birebir eşleştirildi. Elde edilen veriler, düzleştirilmiş bir kütle dağılımının sürekli olarak ortaya çıktığını gösterdi. Bu sonuçlar, galaksilerin küre şeklinde değil, düz bir tabaka üzerinde yoğunlaştığını ve bu tabakanın üstü ile altındaki alanlarda ise boşluklara rastlandığını kanıtladı.