İlk kez karanlık madde içermeyen galaksiler keşfedildi

Yeni araştırmanın galaksilerin oluşumu tartışmalarında çarpıcı etkileri olabilir. Son birkaç yıldır, astronomi topluluğunda bu konuyla ilgili sürmekte olan bir tartışma mevcuttu. 2018’de Van Dokkum ve ekibi, büyük oranda karanlık madde eksikliği yaşıyor gibi görünen ve 'DF2’ adı verilen hayalet bir galaksiye rastladı.
Hubble’ın elde ettiği bu yeni ve inanılmaz derinlikteki görüntü, loş ve dağınık bir galaksi olan NGC 1052-DF4’ü gösteriyor. Yeni araştırmalar, bu garip galaksinin temelde karanlık maddeden yoksun olduğuna dair en güçlü kanıtları sunuyor. Görsel: NASA / ESA / STScI / S. Danieli ve diğerleri.

Gökbilimciler, evrenin, her şeye sahip ama ilginç bir şekilde karanlık maddeden yoksun olan en az bir galaksi içerdiğini doğruladılar. Yeni bulgu yalnızca galaksilerin gerçekten de karanlık madde olmadan meydana gelebileceğini göstermekle kalmıyor, aynı zamanda bu tuhaf galaksilerin ilk etapta nasıl oluştuğuna dair temel soruları da gündeme getiriyor.

16 Ekim’de arXiv.org sitesinin ön baskı sayfasında yayınlanan araştırma, Hubble’ın keskin gözünü hayalet galaksi NGC 1052-DF4’ün (kısaca DF4’ün) yeni ve derin görüntülerini elde etmek için kullandı. Yeni gözlemlere sahip araştırmacılar, tuhaf galaksinin (Kırmızı Dev Dal Ucu ya da ‘TRGB’ biçiminde adlandırılan) içindeki en parlak kırmızı dev yıldızları tespit ettiler.

TRGB yıldızlarının hepsi kızılötesi ışıkta görüntülendiğinde aynı gerçek parlaklıkla ışıdığından, ne derecede parlak göründüklerini etkileyen tek şey onların mesafesidir.

GÜVENİLİR BİR YOLLA TESPİT EDİLDİ

Bu durumda, galaksinin TRGB’sini belirleyerek ve bunu DF4’ün uzaklığını tespit etmek için kullanarak elde edilen yeni veriler, galaksinin yaklaşık 61 milyon ışık yılı mesafede olduğunu kesinleştirdi. Ve araştırmacılara göre, bu bulgu aslında DF4’ün düşünülenden çok daha yakın olduğunu ve bu nedenle normal miktarda karanlık madde içerdiğini iddia eden diğer çalışmaları boşa çıkarıyor.

Yale Üniversitesi’nden araştırma ortak yazarı Pieter van Dokkum, Astronomy dergisine e-posta yoluyla verdiği demeçte, “Bunun tanımlayıcı olduğunu düşünüyorum,” diyor. “TRGB ile tartışamazsınız: İyi derecede anlaşılmış yıldız fiziğinden kaynaklanır ve mesafe, göstergelerinin elde ettiği gibi doğrudandır.”

Buna karşın, Kanarya Adaları Astrofizik Enstitüsü’nden gökbilimci Ignacio Trujillo, Van Dokkum’un ulaştığı sonuçlara kuşkuyla bakıyor. “Öncelikle, analizlerinin, büyük bir mesafe üretmek konusunda önyargılı olmadığını göstermeleri gerekir,” diyor. “Yazarların elinde gerekçesi olmayan bir takım seçenekler olduğunu düşünüyorum. Tüm bu seçimler, verilerin önerdiğinden daha büyük bir mesafeyi tercih etmek için yapılmış gibi görünüyor.”

KARANLIK MADDE İÇERMEYEN GALAKSİLER TARTIŞMASI

Son birkaç yıldır, astronomi topluluğunda bu konuyla ilgili sürmekte olan bir tartışma mevcuttu. 2018’de van Dokkum ve ekibi, büyük oranda karanlık madde eksikliği yaşıyor gibi görünen ve ‘DF2’ adı verilen hayalet bir galaksiye rastladı. Ve karanlık maddenin, evrendeki tüm maddelerin yaklaşık yüzde 85’ini oluşturduğu düşünüldüğü için, bu anlaşılması zor maddeyi içermeyen ilk galaksi hakkındaki açık keşif çok fazla tepkiye neden oldu.

Trujillo da bu şüphecilerden biri. Karanlık madde içermeyen bir galaksi gibi olağanüstü bir iddiayla ilgilenen Trujillo ve ekibi, DF2 hakkında hızla kendi araştırmalarını gerçekleştirdi. Trujillo’nun ekibi, çeşitli yöntemlere dayanarak, DF2’nin aslında van Dokkum’un ekibinin iddia ettiğinden çok daha yakın olduğunu belirledi; galaksi, 61 milyon ışık yılı yerine 42 milyon ışık yılı uzaktaydı.

Trujillo bu durumu, 2019 tarihli bir yazısında tartıştı; DF2’nin başlangıçta düşünüldüğü kadar garip olmadığını ifade ediyordu ve bunun yerine ortalama, bilindik bir galakside olmasını beklediğiniz miktarda karanlık maddeyi gizliyordu.

Ama yalnızca altı gün sonrasında, Van Dokkum’un ekibi, DF2 ile aynı mesafede bulunan ve aynı şekilde karanlık madde içermeyen DF4 adlı ikinci bir galaksiyi tanımlayan yeni bir çalışma yayınladı. Trujillo ve meslektaşları yine DF4’e dair kendi mesafe ölçümlerini gerçekleştirmeyi tercih ettiler. Trujillo’nun ekibi, o esnada eldeki Hubble verilerine dayanarak, DF4’ün bir TRGB olduğunu düşündüklerini belirtti. Bununla birlikte, yeni elde edilen ve çok daha fazla yıldız içeren Hubble verilerine göre, Trujillo’nun ekibi TRGB’yi yanlış tanımlamış olabilir.

Yale Üniversitesi’nden çalışmanın yazarı Shany Danieli, “Yeni edinilen verilerde aslında bir belirsizlik söz konusu değil,” diyor. “Yeni verilerin (Trujillo’nun grubu tarafından ulaşılan daha yakın mesafeyi) gerçekten de boşa çıkardığını düşünüyoruz. TRGB fiziği iyi anlaşıldığı için, genellikle kesin bir değer olarak kabul görür.”

KARANLIK MADDE İÇERMEYEN BİR GALAKSİ NE ANLAMA GELİYOR?

Eğer bu son sonuçlar gelecekteki muhtemel incelemelerle desteklenirse, karanlık madde içermeyen ilk (ve muhtemelen ikinci) galaksiyi keşfetmek, galaksilerin nasıl oluştuğu ve geliştiğine ilişkin anlayışımızı temelden değiştirecektir.

Van Dokkum, “Veriler, (DF4 ve DF2) galaksileri meydana getirmek için alternatif bir kanala işaret ediyor ve hatta bir galaksinin ne olduğunu anlayıp anlamadığımızı sorguluyorlar,” diyor. Şu anda, galaksilerin karanlık maddeyle başladığını, zira bunun, yıldız oluşumunu başlatmak için gereken büyük miktardaki gaz ve tozu kütle çekimsel olarak çekebildiğini düşündüğümüzü ifade ediyor.

Van Dokkum, “Mesele şu ki, karanlık maddenin yokluğunda yıldız oluşumunun nasıl ilerleyeceğine ilişkin hiçbir fikrimiz yok,” diyor. “Söyleyebileceğimiz yegâne şey, tarihinin başlarında çok yoğun bir gaz olması gerektiği,” aksi halde, galaksiler yeni yıldızlar meydana getiremezdi.

Ancak DF4 hakkındaki bu son mesafe tespiti, karanlık madde barındırmayan bir galaksi bulmanın etkilerini keşfetmeye başlamak için yeterince sağlam mı?

Danieli, “Evet, öyle olmasını umuyoruz. Ölçümlerimizin doğru olup olmadığından ziyade bu galaksilerin ne anlama geldiğini tartışmak için adım atmayı çok isteriz,” diyor.
“Bu,” diye ekliyor, “olağanüstü iddiaların olağanüstü kanıtlar gerektirdiği hususunda herkesle tam olarak aynı fikirde olduğumuz anlamına geliyor.”

* Yazının aslı Astronomy sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)