Eşi Benzeri Görülmemiş ‘Einstein Haçı’ndan Beklenmedik Bir Sürpriz: Beşinci Hayalet Görüntü ve Kara Madde Şaşkınlığı

Yerçekimi, görünmez ama her yerde bulunan bir kuvvet olarak, uzak galaksilerden gelen ışığı büker ve saptırır. Bu sayede dünyadan bakan gözlemciler, nadiren görülebilen kozmik fenomenleri yakalama şansı bulur. İlginç olanı ise, bu tür bir hata ne kadar tuhafsa, buluş da o kadar aydınlatıcı olur – yakın zamanda bir grup astronomun keşfettiği gibi.

Bu hatalar resmi olarak Einstein Haçları olarak adlandırılır. Uzaktaki bir galaksiden gelen ışık teleskoplarımıza doğru yol alırken, daha yakın galaksilerin yerçekimi bu ışığı bükerek bir artı işareti şeklinde dizilmiş dört parlak nokta oluşturur. Ancak astronomlar, bu dört noktanın yanı sıra açıklayamadıkları beşinci bir görüntü ile karşılaştılar.

Daha derinlemesine analiz, bu alışılmadık kozmik desene muhtemelen “büyük bir karanlık madde halosu”nun neden olduğunu ortaya çıkardı. Araştırma sonuçları, 16 Eylül’de The Astrophysical Journalde yayımlandı.

Verideki bir hata değil

Astronomideki pek çok büyük keşif gibi, ekip de başlangıçta başka bir şeyi inceliyordu. Bu durumda araştırmacılar, Şili’deki Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) teleskobunu, Dünya’dan 11,6 milyar ışık yılı uzaklıktaki tozlu bir galaksi olan HerS-3’e odaklamışlardı.

Her şey normal görünüyordu, ta ki verilerde sürekli bir beşinci nesne belirmeye başlayana kadar. Başta teknik bir sorun olduğunu düşündüler. Ancak ne kadar uğraşsalar da bu beşinci görüntü kaybolmadı.

“Ne oluyor?” diye düşündük,” dedi çalışmanın baş yazarı ve Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nde araştırma direktörü Pierre Cox, bir basın açıklamasında. “Bir haça benziyordu ve merkezdeki bu görüntü vardı. Bunu daha önce görmediğimden emindim.”

“Olmaması gereken bir şey,” diye ekledi Rutgers Üniversitesi’nden astrofizikçi ve çalışmanın ortak yazarı Charles Keeton, aynı açıklamada. “Işığı bükmeye yarayan kütlede olağandışı bir şey olmadıkça, ortada beşinci bir görüntü elde edemezsiniz.”

Bilim karanlık bir yöne sapıyor

Daha sonra, Keeton ve meslektaşları, beş uçlu Einstein Haçı’nı yakalamak için kullanılan yerçekimsel merceklemeyi bilgisayar simülasyonlarıyla incelediler. Sadece [dört] görünür galaksi ile yapılan hiçbir ‘mantıklı yapılandırmanın’ veriye uymadığını gördüklerinde şaşırdılar.

Görüntü, büyük ve görünmez bir beşinci kütle gizlenmediği sürece mantıklı gelmiyordu. Böylece biraz görünmez madde eklediler.

Özellikle, araştırmacılar karanlık maddeyi — evrenin %85’ini oluşturduğu varsayılan “eksik” kütleyi — eklediler. Karanlık maddenin var olduğu konusunda bolca kanıt var, ancak sadece çevresindeki görünür nesnelere etkisi sayesinde fark edilir.

Bu durumda, kütlesi Güneş’in birkaç trilyon katı olan bir karanlık madde halosu hesaba katıldığında, matematik ve fizik kusursuz bir şekilde birleşti, açıklıyor Keeton. “Modelleme bunun gücüdür,” diye ekledi. “Göremediğinizi ortaya çıkarır.”

Doğal bir laboratuvar

Karışıklık ortadan kalktıktan sonra, araştırmacılar Einstein Haçı’nı dikkatlice incelemeye başladılar. Yerçekimsel mercekleme, hem arka plan galaksisini hem de ön plandaki galaksileri çevreleyen karanlık maddeyi görme fırsatı sunuyor, dediler.

“Bu sistem doğal bir laboratuvar gibi,” dedi Cox. “Hem uzak galaksiyi hem de ışığını büken görünmez maddeyi inceleyebiliriz.”

Şu an için ekip, ilgili galaksilerin şekli ve kinematiği dahil olmak üzere fizikleri hakkında birkaç öngörüde bulundu. Ayrıca, karanlık madde halosu ve “ilgili yıldız emisyonununu belirlemek” için belirlenebilir sınırları tespit etmeyi ve yapısal kanıtları göstermek amacıyla çalışmayı sürdüreceklerini ifade ettiler.

Gizmodo’nun uzay haberlerini takip eden okuyucular, yerçekimsel merceklemeye olan derin hayranlığımı hatırlayabilirler. Bu son keşif nedenini gösteriyor: Teknik, evrenin en büyük gizemlerini açığa çıkarmada büyük potansiyele sahip, bunların çoğu hala gözden uzakta.