Uzay araştırmalarında çığır açan bir analiz, evrendeki görünür maddenin uzun süredir kayıp olan yarısının izini sürdü.
Bilim insanları, bu maddenin galaksilerin çevresinde yer alan, gözle görülmeyen iyonize hidrojen bulutları halinde bulunduğunu tespit etti.
Bu bulutlar normal koşullarda görünmezken, uluslararası araştırma ekibi, onları görünür kılacak yeni bir teknik geliştirdi.
Çalışma, galaksi dışı alanda bulunan ve yıldızlardan yayılan ışığın arka planında saklanan hidrojenin, tahmin edilenden çok daha uzakta konumlandığını gösteriyor.
Kaliforniya Üniversitesi ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan gökbilimci Boryana Hadzhiyska, “Galaksiden uzaklaştıkça kayıp gazın tamamına ulaştığımızı düşünüyoruz” dedi.
Hadzhiyska, daha kesin sonuçlar için simülasyonlarla ayrıntılı analizler yapacaklarını belirtti.
Evrenin enerji-madde dağılımında görünen madde yalnızca yüzde 5’lik bir kısmı oluşturuyor. Geri kalan yüzde 27 karanlık madde, yüzde 68 ise karanlık enerjiden oluşuyor.
Görünen, yani “baryonik” madde içinde ise hidrojen en baskın element; atom sayısının yüzde 90’ını, kütlenin ise yüzde 73’ünü oluşturuyor. Ancak bu hidrojenin büyük bölümü bugüne kadar tespit edilememişti.
Araştırmacılar, bu görünmeyen hidrojen bulutlarını doğrudan gözlemlemek yerine, kozmik mikrodalga arka plan ışınımı (CMB) üzerinde yarattığı etkiyi inceleyerek keşfetmeyi başardı. Bu ışınım, evrenin oluşumundan kalan “fosil ışık” olarak kabul ediliyor ve evrendeki her şeyin arkasında yer alıyor.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan kozmolog Simone Ferraro, “Bu ışığı bir arka aydınlatma kaynağı gibi kullanarak gazın yerini tespit edebiliyoruz” dedi.
Yöntemin temelinde, CMB ışığının iyonize hidrojen bulutlarıyla karşılaştığında elektronlara çarparak parlaklığının değişmesi yatıyor. Bu etki, “kinematik Sunyaev-Zel’dovich etkisi” olarak adlandırılıyor. Ancak bu sinyaller son derece zayıf olduğu için araştırmacılar, milyonlarca kırmızı galaksiden gelen verileri üst üste koyarak sinyali güçlendirdi.
Sonuçlar, galaksilerin çevresinde sanılandan çok daha büyük hidrojen haleleri bulunduğunu gösterdi. Bu durum, söz konusu halelerin araştırmanın tespit sınırlarının da ötesine geçtiğini düşündürüyor. Ferraro, “Ölçümlerimiz, tüm gazı bulduğumuza işaret ediyor” dedi.
Ancak yeni keşifler, yeni soruları da beraberinde getirdi. Gözlemler, bu gaz halelerinin hem galaksi dışından gelen maddelerle beslendiğini, hem de galaksi merkezindeki süper kütleli kara deliklerin etkin dönemlerinde dışarı fırlattığı madde ve rüzgârlarla şekillendiğini gösteriyor. Bu süreç, yıldız oluşumunu da doğrudan etkiliyor.
Bu dev halelerin beklenenden büyük olması, kara deliklerin zaman zaman aktif hale geldiğini gösteriyor. Bu bulgular, galaksi oluşumu ve evrimini anlamada önemli rol oynuyor.
Araştırmacılar, kayıp hidrojenin bir kısmının da galaksileri birbirine bağlayan karanlık madde filamentlerinde bulunduğunu belirtiyor. Yeni keşif, bu yapıların izini sürebilmek için bilim insanlarına yeni bir yol sunuyor.
Bilim insanları, yayımladıkları makalede, “Bu çalışma, heyecan verici yeni bir araştırma alanının kapılarını aralıyor” ifadelerine yer verdi.
Söz konusu çalışma Physical Review Letters dergisine sunuldu ve arXiv platformunda erişime açıldı.
