Bilim insanları, Samanyolu galaksisinin merkezinde tespit edilen zayıf bir gama ışını parıltısının, evrenin önemli bir kısmını oluşturan karanlık maddenin varlığına dair ilk bulguları sunabileceğini duyurdu.
Bu alandaki araştırmalar, görünmez olan karanlık maddenin varlığını kanıtlamaya bir adım daha yakın olunduğunu gösteriyor. İlgili ipuçları, galaksimizin merkezine yakın bir bölgede gözlemlenen soluk gama ışını parıltısında gizli olabilir.
Reuters’in aktardığına göre, NASA’nın Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu’ndan elde edilen verileri analiz eden araştırmacılar, galaksinin kalbinde bulunan gama ışını fazlalığının, karanlık maddeye dair uzun zamandır beklenen kanıtları sunabileceğini bildirdi.
Gözle görülür yıldızlar, gezegenler ve diğer cisimler, evrenin yalnızca yüzde 5’ini oluşturarak sıradan maddeyi temsil ediyor. Buna karşın, ışıkla etkileşime girmeyen karanlık maddenin oranının yüzde 27 civarında olduğu düşünülüyor. Geri kalan yüzde 68’lik kısım ise “karanlık enerji” adı verilen gizemli bir güçten oluşuyor.
Bilim insanları, karanlık maddenin varlığını galaksiler üzerindeki kütle çekimsel etkileri aracılığıyla belirlediklerini ifade ediyor. Ancak bu madde ışıkla etkileşimde bulunmadığı için doğrudan kanıtlamanın zorluğu sürüyor. Yenilenen araştırma, Fermi teleskobunun Samanyolu’nun merkezine yakın geniş bir alanı haritaladığı ve karanlık maddenin dolaylı kanıtlarını ortaya koyabilecek gama ışını yayılımlarına yoğunlaşıyor.
İKİ TEORİ YARIŞIYOR: KARANLIK MADDE Mİ, ATARCALAR MI?
Gözlemlenen gama ışını fazlalığını açıklamak için iki temel teori öne sürülmüş durumda. İlk teori, söz konusu ışınların, uzayda yoğun bir şekilde çarpışan karanlık madde parçacıklarından kaynaklandığını belirtirken, diğer teori ise bu ışınların dönme hareketi yapan milisaniye atarcaları adlı nötron yıldızlarından geldiğini iddia ediyor.
Physical Review Letters dergisinde yayımlanan çalışmada, her iki olasılık da gelişmiş simülasyonlar ile incelenmiş ve Analizler, her iki açıklamanın da benzer derecede muhtemel olduğunu ortaya koymuş. Yapılan araştırmalar, karanlık madde parçacıklarının çarpışması sonucunda meydana gelen gama ışınlarının, Fermi teleskobunun kaydettiği sinyalle örtüştüğünü göstermiştir.
Çalışmanın ortak yazarlarından olan Joseph Silk, “Galaksimizi çevreleyen karanlık maddenin doğasını anlamak, fiziğin en büyük sorunlarından biridir. Elde ettiğimiz bulgular, karanlık madde açıklamasının gama ışını verileriyle, nötron yıldızı teorisi kadar uyumlu olduğunu gösteriyor” ifadelerini kullandı.
Çalışmanın baş yazarı Moorits Mihkel Muru ise karanlık maddenin tespitindeki zorluğa dikkat çekerek, “Karanlık madde, ışığı ne yansıtır ne de engeller; bu nedenle yalnızca görünür maddeler üzerindeki kütle çekimsel etkileriyle belirlenebilir. Yıllarca süren araştırmalara rağmen bu maddeye dair doğrudan bir deney gerçekleştirilemedi” şeklinde konuştu.
GÖZLER ŞİLİ’DE İNŞA EDİLEN YENİ TELESKOPTA
Bilim insanları, bu gizemi çözmek üzere dünyanın en güçlü yer tabanlı gama ışını teleskobu olan Cherenkov Teleskop Dizisi Gözlemevinin yardımcı olabileceğini belirtti. Şu an Şili’de inşası süren bu teleskobun, 2026 yılında faaliyete geçmesi bekleniyor. Yeni gözlemevinin, gama ışını fazlalığının iki potansiyel kaynağını ayırt edebilme yeteneğine sahip olacağı tahmin ediliyor.
Bahsedilen gama ışını fazlalığı, Samanyolu’nun merkezinde, Dünya’dan yaklaşık 26 bin ışık yılı uzaklıkta ve 7 bin ışık yılı genişliğindeki bir alanda gözlemlenmiştir. Bir ışık yılı, 9.5 trilyon kilometreye eşittir. Gama ışınları, elektromanyetik dalgalar arasında en kısa dalga boyuna ve en yüksek enerjiye sahip olmaları nedeniyle, karanlık maddeyle ilgili önemli veriler sağlayabilir.
KARANLIK MADDE ÇARPIŞMALARI NASIL GAMA IŞINI ÜRETİYOR?
Teoriye göre, karanlık madde parçacıkları çarpıştığında birbirlerini yok eder ve bu süreçte gama ışınları açığa çıkmaktadır. Samanyolu’nun, karanlık ve sıradan maddeden oluşan dev bir bulutun kütle çekimiyle çökmesi sonucunda meydana geldiği düşünülmektedir.
Joseph Silk, bu süreci şu şekilde açıkladı: “Sıradan madde soğuyarak merkez bölgelere çökerken yanında bir miktar karanlık maddeyi de sürüklüyor. En basit karanlık madde hipotezinin öne çıkan yanı, bu parçacıkların kendi karşıt parçacıkları olmaları ve çarpıştıklarında tamamen yok olmalarıdır. Yalnızca protonlar ve antiprotonlar enerji dolu gama ışınları üretebilir; ancak antiprotonlar son derece nadir.” Bununla birlikte, gama ışını parıltısının henüz keşfedilmemiş binlerce milisaniye atarcasının toplu yayılımlarından kaynaklanma olasılığı da değerlendirilmektedir.
Fermi uydusu, daha önceki gözlemlerinde bu tür gök cisimlerinin güçlü gama ışını kaynakları olduğunu doğrulamıştır.
