Protonlardan yıldızlara, gezegenlerden insanlara kadar her şeyi oluşturan evrenin sıradan maddesinin yaklaşık yarısının şimdiye kadar kayıp olduğu düşünülüyordu. Bu maddenin dağınık ve görünmez yapısı, doğrudan gözlemlenmeyi zorlaştırırken bilim insanları bu boşluğu dolduracak yöntemler arıyordu.
Caltech ve Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA) gökbilimcileri öncülüğünde yürütülen çığır açıcı bir çalışmada, bu eksik madde hızlı radyo patlamaları (FRB) kullanılarak doğrudan tespit edildi.
GÖRÜNMEYENİ GÖSTEREN IŞIK
FRB’ler, uzak galaksilerden gelen ve sadece milisaniyeler süren güçlü radyo dalgaları olarak biliniyor. Bu sinyaller, Dünya’ya ulaşmadan önce milyarlarca ışık yılı yol kat ediyor ve galaksiler arası iyonize gaz bulutlarından geçiyor.
Araştırmacılar, radyo dalgalarının bu yolculuk sırasında maddeyle etkileşerek yavaşlaması sonucunda ortaya çıkan "dağılım gecikmesini" ölçerek, ışığın geçtiği bölgedeki görünmez madde miktarını hesapladı.
MADDEYİ ÖLÇEN TEKNİK
Harvard Üniversitesi’nden Doç. Dr. Liam Connor’a göre, FRB’ler galaksiler arası ortamı aydınlatan hassas ışıklar gibi işlev görüyor. Connor, bu yöntemin, normalde gözlemlenemeyen kadar sönük olan maddeyi dahi "tartmayı" mümkün kıldığını ifade etti.
Çalışma kapsamında, her biri bilinen bir galaksiye ait ve mesafesi belirlenmiş toplam 69 FRB analiz edildi. Bu FRB’lerden biri olan FRB 20230521B, 9,1 milyar ışık yılı uzaklıkta yer alıyor ve bu alandaki en uzak tespit olma özelliğini taşıyor.
MADDE NASIL DAĞILIYOR?
Araştırma bulguları, sıradan maddenin yaklaşık %76’sının galaksiler arası ortamda ince bir şekilde dağılmış olduğunu ortaya koydu. Bunun dışında %15’i galaksileri çevreleyen gaz halelerde, kalan küçük bir kısmı ise galaksilerin içinde yıldızlar veya soğuk gaz olarak yer alıyor.
Caltech’ten Dr. Vikram Ravi, elde edilen verilerin maddenin gölgesine benzediğini belirterek, “Tüm baryonların gölgesini FRB’ler sayesinde görebiliyoruz” yorumunu yaptı.
YENİ BİR KOZMOLOJİ DÖNEMİ
Bugüne kadar 1000’den fazla FRB gözlemlenmiş olsa da, yalnızca 100 kadarı galaksilerine kadar doğru biçimde izlenebilmişti. Yeni çalışmadaki 39 FRB, Kaliforniya’daki 110 radyo anteninden oluşan Derin Sinoptik Dizi (DSA-110) tarafından keşfedildi. Geri kalanları ise Avustralya, Hawaii ve ABD’deki teleskoplardan elde edildi.
Bu gelişmeler, kozmolojide FRB’lerin daha aktif biçimde kullanılabileceğini gösteriyor. Nevada çölünde kurulmakta olan DSA-2000 teleskobunun her yıl yaklaşık 10.000 FRB’yi yerelleştirmesi bekleniyor. Bu da evrenin yapısının daha ayrıntılı biçimde haritalanmasını mümkün kılacak.
FİZİĞİN SINIRLARI ZORLANIYOR
Araştırmanın sağladığı veriler yalnızca maddenin dağılımını değil, aynı zamanda temel fizik sorularını da yanıtlayabilir. Bunlardan biri de nötrino parçacıklarının kütlesine dair bilgi edinmek.
Parçacık fiziğinin standart modeline göre nötrinolar kütlesiz kabul edilse de, gözlemler bunun doğru olmadığını ortaya koyuyor. FRB’ler sayesinde elde edilecek yeni veriler, fiziğin mevcut sınırlarını aşmak için yeni fırsatlar sunuyor.
