Bilim insanları, evrenin dörtte birinden fazlasını oluşturan bulunması zor madde olan karanlık maddeye dair ilk doğrudan kanıtı elde etti.
Kullanma NASAFermi teleskobuyla araştırmacılar, Samanyolu’nu çevreleyen ‘hale benzeri’ bir yapıdan çıkan güçlü gama ışını radyasyonunu tespit ettiler.
Sıklığı ve yoğunluğu bunun karanlık madde olabileceğini düşündürüyor.
Araştırmanın yazarı Tokyo Üniversitesi’nden Profesör Tomonori Totani’ye göre bu ürkütücü görüntü, insanlığın gizemli maddeyi ‘görebildiği’ ilk sefer.
Bilim insanları neredeyse yirmi yıldır Samanyolu’nun kalbinden gelen bir gama ışını radyasyonu parıltısının olduğunu biliyorlardı. galaktik merkez (GC) fazlalığı denir.
Ancak galaksimizi çevreleyen sözde ‘halo imzası’, daha önce hiçbir bilim insanının görmediği bir şey.
Daily Mail’e konuşan Profesör Totani şöyle açıkladı: ‘GC fazlalığı Galaksinin tam merkezinde yoğunlaşırken, benim hale sinyalim halo bölgesi boyunca ince bir şekilde yayılıyor.
‘Bunun güçlü bir şekilde karanlık maddeden gelen radyasyonu akla getirdiğine inanıyorum.’
Bilim insanları, evrenin dörtte birinden fazlasını oluşturan bulunması zor madde olan karanlık maddeye dair ilk doğrudan kanıtı elde etti
Karanlık maddenin görünmez etkisi açıklamaya yardımcı oluyor galaksilerin dönmesinden evrenin genişlemesine kadar her şey.
Ancak modern fizik açısından muazzam önemine rağmen, bilim insanları karanlık maddeyi ancak kütleçekimsel etkilerini ölçerek dolaylı olarak gözlemleyebildiler.
Profesör Totani artık bunu değiştirmenin bir yolunu bulduğuna inanıyor.
Pek çok bilim insanı, karanlık maddenin zayıf etkileşimli büyük parçacıklar veya WIMP’ler adı verilen bir şeyden oluştuğuna inanıyor.
WIMPS, protonlar gibi normal parçacıklardan çok daha büyüktür, ancak geleneksel maddeyle etkileşime girmez; bu da onların tespit edilmesini neredeyse imkansız hale getirir.
Bununla birlikte, iki WIMP çarpıştığında yok olurlar ve gama ışını radyasyonu formunda bir foton patlaması yayarlar.
Profesör Totani, NASA’nın Fermi Gama-ışını Uzay Teleskobu’ndan elde edilen 15 yıllık verileri kullanarak galakside karanlık maddenin toplandığı düşünülen bir bölgeye baktı.
Orada, ‘son derece büyük miktarda enerjiye’ sahip gama ışınlarının galaktik merkezden çıkan büyük hale benzeri bir yapıda uzandığını buldu.
Bilim adamları neredeyse yirmi yıldır galaksinin merkezinden çıkan bir gama radyasyonu parıltısının olduğunu biliyorlardı. Artık bir bilim insanı karanlık maddeden kaynaklanabilecek çok daha güçlü bir sinyal buldu
Galaktik merkezin parıltısı engellendikten sonra bile NASA’nın Fermi teleskopundan elde edilen veriler, karanlık madde parçacıklarının çarpışmasından kaynaklanabilecek güçlü gama ışını radyasyonunun “halo benzeri” bir bölgesini gösteriyor
Bu enerji, daha önceki çalışmaların karanlık maddenin en yoğun olacağını tahmin ettiği yerden ortaya çıkıyordu.
Daha da heyecan verici olanı, bu enerji seviyesinin, bazı bilim adamlarının çarpışan karanlık madde parçacıklarının üretmesi gerektiğini öngördüğü seviyenin tam olarak aynısı olmasıdır.
Bu, bilim adamlarının karanlık maddenin kendisine bakmanın bir yolunu bulduğu ilk sefer olabilir.
Profesör Totani Daily Mail’e şunları söyledi: ‘Karanlık madde tarafından yayılan gama ışınlarını doğrudan gözlemlediğimiz için, kişisel olarak bunun ‘doğrudan gözlem’ olarak kabul edilebileceğine inanıyorum.’
Daha da önemlisi, halo imzası, GC fazlalığına ilişkin önceki gözlemlerden tamamen farklıdır.
Halo imzası yalnızca daha fazla yayılmakla kalmıyor, aynı zamanda GC fazlalığında bulunan gama radyasyonundan 10 kat daha güçlü.
Bu çok önemlidir çünkü bu tür enerjiyi üreten bilinen hiçbir yıldız türü veya kara delik yoktur.
Çalışmada yer almayan Leibniz Astrofizik Enstitüsü’nden karanlık madde uzmanı Dr. Moorts Muru, Daily Mail’e şunları söyledi: ‘Bilinen yıldız nesnelerinin hiçbiri bu kadar yüksek seviyelerde enerji yaymıyor ve bu nedenle Totani, karanlık madde hipotezine güçlü bir şekilde yaklaşıyor.’
Bu halo sinyalinin ürettiği enerji, galaktik merkezden gelen gama ışını radyasyonundan 10 kat daha güçlüdür ve araştırmacıların karanlık maddeden bulmasını beklediği sinyallerle eşleşir (resimde gösterilmiştir). Kırmızı ve mavi çizgiler karanlık maddeden tahmin edilen sinyali gösterirken daireler Fermi tarafından toplanan veri noktalarını gösteriyor
Dr. Muru bunun “kesin bir kanıt” olmadığını söylese de bunun “karanlık maddeyi anlamada önemli bir ilerleme” olduğunu ekliyor.
Ancak herkes ikna olmuş değil.
Johns Hopkins Üniversitesi’nden karanlık madde araştırmacısı olan ve araştırmaya dahil olmayan Profesör Joe Silk, Daily Mail’e karanlık madde tespiti iddiasının ‘erken’ olduğunu düşündüğünü söyledi.
Öncelikle Profesör Totani’nin WIMP’in ne kadar enerji üretmesi gerektiğine dair tahminleri bazı bilim adamlarının hesaplamalarından çok daha yüksek.
Profesör Silk, “Elbette tahminlerimiz yanlış olabilir, ancak eğer doğruysa, karanlık maddenin hakim olduğu yakın cüce galaksilerden gelen bir gama ışını sinyali görmüş olmalıyız” diyor.
Ayrıca Profesör Silk, bu güçlü gama ışınlarının yaklaşık 10 milyar yıl önce galaksinin merkezindeki kara delikten yayılan devasa bir patlamanın ürünü olabileceğini savunuyor.
Bu patlama, galaksinin her iki tarafında da uzanan ‘Fermi kabarcıkları’ olarak bilinen devasa yapıları yarattı, ancak aynı zamanda güçlü bir zincirleme reaksiyonu da başlatmış olabilir.
Profesör Silk şunları söylüyor: ‘Fermi kabarcıklarına neden olan böyle bir patlamanın, dev parçacık hızlandırıcıları olarak bilinen türbülanslı manyetik alanlara sahip şiddetli şok cepheleriyle ilişkili olduğu gerçeğini hesaba katmadı.
Bazı bilim adamları, gama ışını radyasyonunun galaktik düzlemin üstünde ve altında ortaya çıkan ‘Fermi baloncuğunda’ (vurgulanmış) hapsolmuş ‘enerjik parçacıklardan’ ortaya çıkabileceğini öne sürdüğünden, herkes bu bulgulara ikna olmuş değil.
‘Böylece, daha sonra ortamdaki gazla difüzyonu ve etkileşimi ek bir gama ışını parıltısı yaratacak olan birçok enerjik parçacık enjekte etmiş olabilirler. Bu durumda karanlık maddeye dair hiçbir kanıtımız yok.’
Profesör Totani, Kozmoloji ve Astropartikül Fiziği Dergisi’nde yayınlanan makalesinde, bunun gerçekten karanlık madde olduğunu kanıtlamak için daha fazla gözlem yapılması gerekeceğini kabul ediyor.
Yakın cüce galaksiler gibi çok fazla karanlık maddeye sahip olması gereken diğer bölgeler de benzer gama ışını izlerine sahipse, bu onun iddiası için güçlü bir kanıt olacaktır.
Ancak araştırmacı, gelecekte daha fazla verinin gama ışınlarının karanlık maddeden kaynaklandığına dair daha fazla kanıt sağlayacağından emin.