"Evrenin kayıp maddesi bulundu"nun yeni sezonu

Uzay

Teknolojik Yenilik Web Sitesi Editör Ekibi - 23/06/2025

Bu sanatçının izlenimi (ölçekli değil) hızlı bir radyo patlamasının kaynaklandığı uzak galaksiden Dünya'ya doğru izlediği yolu göstermektedir. [Görsel: ESO/M. Kornmesser]

Evrenin Kayıp Maddesi

"Evrenin kayıp maddesi" konusu fizikçiler ve teorileri için eski ve biraz utanç verici bir konudur. Ve bu konuya getirilen çözümler zaman içinde tartışmalı olmaya devam etmiştir.

Önce sorun: Standart kozmolojik modele göre, Evrenin %70'i karanlık enerjiden (ne olduğunu bilmiyoruz), %25'i karanlık maddeden (hiç bulamadık) ve %5'i periyodik tablodaki atomlardan oluşan sıradan maddeden oluşuyor. Sorun şu ki, gökbilimciler şimdiye kadar sözde baryonik maddenin sadece %50'sini tespit edebilmişler ve bu da "Evrenin kayıp maddesi" teriminin ortaya çıkmasına yol açmış - utanç verici olan bu "bilinmeyenler" listesi.

Kayıp maddenin bazı parçaları yıllardır tespit ediliyordu, ancak 2016 yılında hızlı radyo patlamalarının (RRB) keşfi sayesinde gerçekten ilginç bir öneri ortaya çıktı.

Bu parlamaların nedeni hala bir gizem, ancak astrofizikçiler hızlı radyo patlamalarının evreni tartmak ve böylece daha önce tanımlanmamış madde parçalarını bulmak için kullanılabileceğini fark ettiler. Bu radyo dalgaları Dünya'ya doğru seyahat ederken kozmik toz da dahil olmak üzere yollarındaki tüm maddelerden geçtiğinden, galaksiyi görüntülemek ve her FRB'yi izlemek, yoldaki madde miktarını hesaplamamızı sağlar.

Kayıp maddeyi tespit etmek için hızlı patlamaları kullanan ilk çalışma, kullanılan patlamanın gökbilimcilerin ilk önerdiği patlamayla tam olarak aynı olmaması nedeniyle itirazlara maruz kalmıştı; ancak Harvard ve Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Liam Connor ve meslektaşları, her bir FRB'nin ayrıntılarını vermeyerek bunun yerine olasılıkları denemeyi ve birçoğunu kullanmayı tercih ettiler.

Evrenin kayıp maddesi nerede?

Tek bir FRB'ye güvenmek yerine, ekip bunlardan en az 60 tanesini yakaladı, bunlar 11,74 milyon ışık yılı uzaklıktan (M81 galaksisindeki FRB20200120E) 9,1 milyar ışık yılı uzaklıktan (şimdiye kadar kaydedilen en uzak FRB 20230521B) oluşuyordu. Bu, galaksiler arasında bulunan baryonik maddeyi, yani sözde galaksiler arası ortamı hesaplamalarına olanak sağladı.

Her FRB sinyalinin uzaydan geçerken ne kadar yavaşladığını ölçerek ekip, gazı yolculuğu boyunca takip etti. Connor, "FRB'ler kozmik el fenerleri gibi davranır," diye açıkladı. "Galaksiler arası ortamın pusunun içinden parlarlar ve ışığın nasıl yavaşladığını hassas bir şekilde ölçerek, görülemeyecek kadar zayıf olsa bile bu pusu değerlendirebiliriz."

"On yıllardır devam eden 'kayıp baryon problemi' hiçbir zaman maddenin varlığıyla ilgili olmamıştır," dedi Connor. "Her zaman şu olmuştur: Nerede? Şimdi, FRB'ler sayesinde biliyoruz ki: Dörtte üçü kozmik ağdaki galaksiler arasında yüzüyor."

Sonuçlar sağlamdır: Evrendeki baryonik maddenin yaklaşık %76'sı galaksiler arası ortamda bulunur. Yaklaşık %15'i galaksilerin etrafındaki halelerdedir ve küçük bir kısmı yıldızlarda veya soğuk galaktik gazda gömülüdür. Bu dağılım kozmolojik simülasyonlardan gelen tahminlerle uyuşmaktadır, ancak şimdiye kadar doğrudan doğrulanmamıştır.

Beraberlik için puanlar

Kayıp baryonları bulmak sadece bir adres defteri oluşturma veya madde sayımı yapma egzersizi değildir. Dağılımları, önemli fenomenlerin kilidini açmanın anahtarını tutar - örneğin galaksilerin nasıl oluştuğu, maddenin evrende nasıl bir araya geldiği ve ışığın milyarlarca ışık yılı boyunca nasıl seyahat ettiği.

"Baryonlar yerçekimi tarafından galaksilere çekilir, ancak süper kütleli kara delikler ve patlayan yıldızlar onları geri dışarı atabilir - sıcaklık çok yükseldiğinde bir kozmik termostatın her şeyi soğutması gibi," dedi Connor. "Sonuçlarımız, bu geri bildirim döngüsünün verimli olması gerektiğini, gazı galaksilerden galaksiler arası ortama attığını gösteriyor."

Astrofizikçiler şimdi hesaplamalarının önemini artırmak için daha fazla FRB arayışına devam ediyorlar. Ancak hala bağlanması gereken açık uçlar var: Bu muazzam enerji patlamalarına neyin sebep olduğunu bilmemenin yanı sıra, Macquart ilişkisi olarak bilinen bir ilişki var. Bu ilişki, bir FRB ne kadar uzakta bulunursa, galaksiler arasında o kadar dağınık gaz ortaya çıkaracağını öne sürüyor - ancak tüm FRB'ler bu kurala uymuyor.

Diğer haberler:

Daha fazla konu