Yanlış koordinatla ‘yıldızsız’, karanlık ve yepyeni bir galaksi keşfedildi!

Yıldızların olmadığı bir galaksiye ne denir? Bu ayın başlarında, gökbilimcileri şimdiye kadar tam olarak görülmeyen en karanlık galaksiyi keşfettiklerini duyurdu: Hacmi ve dönüşü şeklinde pek fazlaca açıdan bizim Samanyolu galaksimize benzeyen, sadece kimsenin ayırt edebileceği yıldızlara haiz olmayan bir hidrojen gazı bulutu.

Amerikan Astronomi Topluluğu’nun 8 Ocak’ta New Orleans’taki basın toplantısında konuşan West Virginia Green Bank Gözlemevi’nden Karen O’Neil, “Burada yakaladığımız şey ilkel bir galaksinin keşfi olabilir; o denli dağınık bir galaksi ki kolayca yıldız oluşturamıyor” şeklinde konuştu.

Aynı hafta, Kanarya Adaları Astrofizik Enstitüsü’nde araştırma görevlisi olan Dr. Mireia Montes liderliğindeki bir grup İspanyol gökbilimci, İspanyolcada “bulut” anlamına gelen Nube adını verdikleri neredeyse yıldızsız başka bir galaksinin keşfini deklare etti.

Enstitü tarafınca gösterilen bir açıklamada Astronomy & Astrophysics dergisinde gösterilen yeni yazının ilk yazarı Dr. Montes, “Mevcut bilgimizle, bu kadar aşırı özelliklere haiz bir galaksinin iyi mi var olabileceğini anlamıyoruz” ifadelerini kullandı.

Böylece kozmik sözlükte aslına bakarsan yer edinen “karanlık madde” ve “karanlık enerji” şeklinde karanlık terimlerinin yanına “karanlık galaksileri” de ekleyebiliriz.

Karanlık galaksiler, yıldızları o denli seyrek ve sönük olan varlıklardır ki, ışıkları hiçbir yıldız içermiyormuş şeklinde görünen ince, saydam bir sisten başka bir şey olarak fark edilememektedir. (Başlangıçta, karanlık galaksilere “düşük yüzey parlaklığına haiz galaksiler” yada “ultra-yaygın galaksiler” deniyordu, sadece süre ve jargon aşama kaydediyor.) Gökbilimciler daha kuvvetli ve daha akıllı gözlerle gökyüzünün derinliklerine inmeye devam ettikçe, karanlık galaksiler de ortaya çıkıyor ve galaksilerin oluşumu ve evrimi hakkında uzun süredir kabul gören görüşlere meydan okuyor.

Tesadüfi galaksi!

Bu sönük hayaletleri bulmak zor, üstünde çalışmak ise daha da zor; görünür yıldız ışıklarını odak noktasına getirmek için saatlerce yada günlerce gözlem yapmak gerekiyor. Bunun bir yolu, galaksileri kaplayan yıldızlararası hidrojen gazının frekansına ayarlanmış radyo teleskoplarıyla gökleri taramak.

Dr. O’Neil, çeşitli teleskopların kullanıldığı, yüzey parlaklığı düşük ortalama 350 gökadayı kapsayan bu biçim bir çalışmanın parçasıydı. Söz mevzusu emek harcama zamanı bir tesadüfle sonuçlanacaktı:

Gözlemlemek istediğim galaksinin koordinatlarını yanlış yazdım, bu da teleskopun gökyüzünün amaçlanandan değişik bir kısmını göstermesine niçin oldu. Bu yalnız gazdan oluşan bir galaksiydi; görünürde asla yıldızı yoktu. Yıldızlar orada olabilir fakat onları göremiyorduk…

Teleskop daha ilkin asla görmediği bir şeye bakıyordu…

J0613+52 olarak malum galaksi ortalama 270 milyon ışıkyılı uzaklıkta. Büyük Patlama’da ortaya çıkan ve iki milyar güneş hacmi boyutundaki ilkel hidrojenin ortasında yüzüyor sadece galaksi muhtemelen gazın yıldızlara dönüşecek bulutlar halinde bir araya toplanamayacak kadar dağınık olması sebebiyle herhangi bir yıldız oluşturmuyor. Üstelik yakınlarda bu şekilde bir kümelenmeyi tetikleyebilecek kütleçekim etkisine haiz hiçbir galaksi yok.

Dr. O’Neil, “J0613+52 görünüşe gore hem bozulmamış hem de azca gelişmiş… Bu, ilkel gazdan oluşan yakın bir galaksiye dair ilk keşfimiz olabilir” diyor.

Küçük bir bulut: Nube

Dr. Montes, öteki yeni karanlık galaksi Nube’nin J0613+52’den fazlaca daha minik fakat aynı derecede merak uyandırıcı bulunduğunu söylüyor. Bu isim, meslektaşı Ignacio Trujillo’nun 5 yaşındaki kızı tarafınca önerilmiş, bu sebeple galaksinin yıldızları o denli büyük bir hacimle “bulut şeklinde” o denli ince bir halde yayılmış ki, neredeyse tespit edilemiyor.

Dr. Trujillo, uzun süredir devam eden Sloan Dijital Sema Araştırması tarafınca kaydedilen bazı görüntülere bakarken minik, ışıklı ve gizemli bir bulanıklık görmüş oldu. Şu anda dünyanın en büyük optik teleskopu olan Gran Telescopio Canarias, zayıf ışık parçası üstünde gözlemler ve incelemeler yaptıktan sonrasında bunun minik bir galaksi olduğu sonucuna vardı. O denli şeffaftı ki arkasında daha uzaktaki öteki galaksiler görülebiliyordu.

Ekip, Nube’nin kendi türündekilerin yalnızca onda biri kadar parlak sadece benzer sayıda yıldıza haiz öteki gökadalardan 10 kat daha büyük bir cüce gökada bulunduğunu tahmin ediyor:

“Bunun birazcık astronomi bilen birine ne anlama geldiğini açıklamak için şöyleki kıyaslayabiliriz. Bu galaksi, Samanyolu’nun üçte biri büyüklüğünde fakat Minik Macellan Bulutu ile benzer bir kütleye haiz.”

Görünmez iskele

California Institute of Technology’de çalışan Bulgaristan doğumlu İsviçreli gökbilimci Fritz Zwicky’nin 1930’larda yapmış olduğu çalışmalardan başlayarak, gökbilimciler yavaş yavaş evrenin çoğunun göremediğimiz şeylerden oluştuğu sonucuna vardılar. Galaksiler, bizim ve yıldızların oluşturduğu bayağı atomik maddeden 6’ya 1 oranında daha ağır olan, karanlık madde adında olan bulutlarla sarılı. Kimse karanlık maddenin ne işe yaradığını bilmiyor fakat yıldızlara ve galaksiye kadar “bayağı maddeleri”, ışık saçan bulutlara çeken şey yerçekimi.

Son 40 senedir hakim olan görüş, karanlık maddenin, zayıf etkileşime giren büyük kütleli parçacıklardan yada WIMP (Weakly interacting massive particle: Zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacık) olarak adlandırılan varsayımsal, egzotik parçacıklardan oluştuğunu korumak için çaba sarfediyor. Büyük Patlama’nın kalıntıları olan WIMP’ler, ışık hızına kıyasla görünmez ve yavaştırlar sadece öteki nesneler üstündeki çekimsel tesirleri yardımıyla tespit edilebilirler. Bilgisayar simülasyonlarında bu “soğuk karanlık madde”, galaksiler ve galaksi kümeleri şeklinde evrende görülen büyük ölçekli yapıları tekrardan üretiyor.

Sadece daha minik ölçekli yapıların bilgisayar simülasyonlarında, bu karanlık madde modeli bozuluyor. Mesela cüce galaksilerde, bu tür karanlık maddeler, gerçekte gözlemlenenden daha yüksek merkezi yıldız konsantrasyonlarına yol açmalı fakat öyleki olmuyor. Pek fazlaca astrofizikçi bu tutarsızlığı, atomlar birbirine yaklaştıklarında ortaya çıkan şok dalgaları ve manyetik alanlar şeklinde karmaşık vakaları modellemedeki yetersizliklerine bağlıyor.

Dahası, parçacık fizikçileri bu varsayılan parçacıkların herhangi birini laboratuvarda üretmeyi yada tespit etmeyi başaramadılar. Bazı bilim adamları karanlık maddenin başka versiyonlarının varlığını öne sürdü. Bunlar içinde eksen adında olan varsayımsal, ultra hafifçe parçacıklardan oluşan “bulanık” yada “sıcak” karanlık madde ve hatta değişik bir ayak izine haiz galaksiler yaratabilecek görünmez parçacıklardan ve kuvvetlerden oluşan tüm bir “karanlık sektör” yer ediniyor.

Karanlık galaksilerin incelenmesi, galaksilerin kökenini ve evrimini keşfetmek ve onları kaplayan karanlık madde hakkında fikirleri kontrol etmek için eşi olmayan bir fırsat sunuyor.

Dr. Montes, Nube’deki optik pus sebebiyle gökbilimcilerin cüce gökadanın altında yatan karanlık madde halesinin şeklini görebildiğini söylemiş oldu. Bir muza yada sörf tahtasına benzeyen bu biçim, soğuk karanlık maddenin tahmin edilen davranışıyla uyumsuz, bulanık karanlık maddeyle daha uyumlu görünüyor. Fizikte ve kozmolojide çığır açacak böylesi bir netice hemen hemen kesinleşmiş değil.

Columbia University’de galaksilerin evrimi ve yapıları mevzusunda çalışan Jeremiah P. Ostriker da aynı fikirde. Düşük kütleli galaksilerde, soğuk karanlık madde modelinin galaksinin merkezinde daha çok kenarlara doğru ise daha azca yıldız olması icap ettiğini öngördüğünü söylüyor. Sadece öteki karanlık madde türleri değişik şekilde toplanıp yıldız ışığının daha eşit bir halde dağılmasına niçin olabilir:

Bu yeni düşük yüzey parlaklığına haiz sistemler, soğuk karanlık maddeye kıyasla bulanık karanlık madde yapısına daha iyi uyuyor.

Dr. Montes ve ortak yazarları ise o denli güvenilir değil. Makalelerinde “Bulanık karanlık madde, soğuk karanlık madde senaryosunda ortaya çıkan minik ölçekli gerilimlerin bir kısmını hafifletebilse de, bu modeli değerlendirmek için daha çok çalışmaya gerekseme var” ifadelerine yer verdiler.

Dr. O’Neil ve ekibi ise görünmez galaksi J0613+52’den gelen görünür yıldız ışığını tespit etmeyi umuyor. Bunu yapmak, bu şekilde bir galakside ne tür yıldızların yaşadığını anlamalarına destek olacak:

Eğer bunu tespit edemezsek, bu da coşku verici bu sebeple bu, yıldız içinde ne olduğu bugüne dek görülenlerden fazlaca daha dağınık olan bir şey tespit ettiğimiz anlamına gelecek.

Hakkaten ya hiçbir şey bulamazlarsa? Hangi noktada galaksi olarak adlandırılamayacak kadar karanlık bir şey var?

Dr. O’Neil, “Bu fazlaca garip bir sual” diyor ve geleneksel olarak galaksi teriminin, yıldızlardan ve gazlardan oluşan bir koleksiyona atıfta bulunmuş olduğu; karanlık maddenin bu koleksiyona hemen sonra eklendiğini ifade ediyor ve “Artık öyleki göründüğü gibi, tanımda yıldızlara gerekseme duyulması gerekmeyebilir. Bu durum bizi galaksinin ne olduğu terimini gözden geçirmeye zorluyor” diyor

---