Görmediğiniz bir şeyin üzerinde nasıl çalışabilirsiniz? İşte karanlık madde üzerinde çalışan gökbilimciler bu zorlukla yüzleşmek zorunda. Karanlık madde evrenin % 85’ini oluştursa da, ışıkla etkileşime girmediğinden gözlemlemek çok zor. Sadece ışık ve diğer maddenin üstündeki kütleçekimsel etkiler sayesinde görülebiliyor. Daha da kötüsü bugüne kadar yapılan onca deneye rağmen, Dünya’da karanlık madde henüz tespit edilemedi. Peki görmediğimiz bir şeyin görüntüsü nasıl olabilir?
Her ne kadar karanlık madde çok gizemli olsa da, hakkında birkaç şey öğrenebildik.
Biliyoruz ki, sadece karanlık değil, aynı zamanda soğuk da. Sonuç olarak, karanlık madde kümeler halinde bir araya gelerek, galaksi gruplarının tohumlarını oluşturuyor. Genelde galaksilerin etrafında haleler (ışık halkaları) şeklinde oluşuyor ve galaksinin kütlesinin büyük kısmını oluşturuyor.
Buna rağmen karanlık maddeye halen cevaplanmamış birçok soru olması, astronomları yeni karanlık madde modelleri oluşturmaya itti. Böylece bu modellerin doğruluğunu gözlemlerle kıyaslayabilirler.
Geçtiğimiz günlerde Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden bir araştırma ekip detaylı bir karanlık madde evreni simülasyonunu çalıştırdı. Gerçekten birkaç şaşırtıcı sonuç ortaya çıktı.
WIMP Karanlık Madde Parçacıkları
Bir karanlık madde simülasyonunun doğruluğu, karanlık madde hakkında yaptığınız varsayımlara bağlıdır. İşte bu durumda araştırmacılar karanlık maddenin zayıf etkileşime giren dev parçacıklardan (weakly interacting massive particles -WIMPs) oluştuğunu varsaydı. Bu taneciklerin kütleleri protonun kütlesinin 100 katına denk geliyor.
WIMP karanlık madde için en popüler teorilerden biridir. Daha önce de WIMP karanlık madde simülasyonları denendi. Fakat bu yeni simülasyon çok yüksek bir çözünürlükte ve 30. Dereceden simülasyon özelliklerine sahipti.
Bu simülasyonda karanlık madde galaksilerin haleler şeklinde oluşuyor aynı gözlendiği gibi. Fakat daha da ilginci, halkalar tüm kütle boylarında geliştirildi, küçük-gezegen kütleli haleler, galaktik haleler galaksi kümeleri etrafında oluşan daha büyük haleler gibi.
Bu halkalar genel olarak benzer yapılara sahipler yani merkezde yoğun dışarı doğru yayılacak şekilde. Aslında bu tüm boyutlarda oluşuyor ve karanlık maddenin belirgin bir özelliği oluyor.
Örneğin; küçük halkalar, ışığın kütleçekimsel etkisini tespit edemeyecek kadar küçük ve karanlık maddenin kendisiyle nasıl etkileştiğini gösterebilir. Karanlık madde hakkındaki diğer bir düşünceyse, karanlık madde parçacıkları çarpıştığında gama radyasyonu yayıyor.
Yapılan bazı gama ışını gözlemlerinde, Samanyolu’nun merkezinden yayılan bir gama ışını fazlalığı görüldü, işte bu karanlık madde tarafından yayılıyor ,olabilir. Bu özel modelde, karanlık madde tarafından üretilen çoğu gama radyasyonunun daha küçük halelerden gelebiliyor.
Halenin boyutundan ötürü, gama ışını spektrumu enerjisi etkilenebildiğinde, bu model Samanyolu ve diğer galaksilerden gelen gama ışını fazlalığı hakkında özel tahminler yapabilir.
Karanlık madde, halen astronomideki en zor problemlerden biri ta ki, bir gün doğrudan onu gözlemleyene kadar. Şimdilik simülasyonlar en güçlü silahımız olmaya devam ediyor.
(IceCube İşbirliği / NSF)
Kaynak orijinalde Universe Today’de yayınlandı.
https://www.sciencealert.com/simulation-reveals-what-dark-matter-might-look-like-if-we-could-see-it
Reference:
Wang, J., Bose, S., Frenk, C.S. et al. “Universal structure of dark matter haloes over a mass range of 20 orders of magnitude.” Nature 585.7823 (2020): 39-42.
