Bilim İnsanları, Gizemli Karanlık Galaksinin Görünür Işık Yaymadığını Düşünüyor

Galaksiler birçok farklı şekil ve boyutta gelir, ancak temel bileşenler oldukça tutarlı görünmektedir. Genellikle merkezde büyük bir kara delik, bir grup yıldız ve gaz ve her şeyi birbiri ile birleştirmeye yardımcı olan çokça karanlık madde vardır.

Bununla birlikte, yalnızca 94 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan yeni keşfedilen bir cüce galaksi, gökbilimcilerin beklentilerini karşılıyor. FAST J0139+4328 olarak adlandırılan galaksi herhangi bir optik ışık yaymaz. Aslında, neredeyse hiç ışık yaymıyor.

FAST J0139+4328, karanlık bir galaksi olarak bilinen şey gibi görünüyor. Küçük bir yıldız kümesi dışında, galaksi neredeyse tamamen karanlık maddeden oluşuyor gibi görünüyor. Keşfi anlatan bir makale, The Astrophysical Journal Letters'da yayınlanmak üzere kabul edildi ve ön baskı sunucusu arXiv'de mevcut.

Pekin'deki Çin Bilimler Akademisi'nden Jin-Long Xu liderliğindeki gökbilimcilerden oluşan bir ekip, "Bu bulgular, FAST J0139+4328'in izole edilmiş bir karanlık cüce gökada olduğuna dair gözlemsel kanıtlar sağlıyor" diyor. 

Karanlık madde, şu anda Evrenin köşelerinde gözlemlenen normal veya baryonik madde miktarı ile onu bir arada tutmak için gereken yerçekimi gücü arasındaki garip tutarsızlığın önde gelen açıklamasıdır. Basitçe söylemek gerekirse, tüm yerçekimini açıklamaya yetecek kadar baryonik madde yok. Galaksiler o kadar hızlı dönüyorlar ki, başka hiçbir şey onları birbirine bağlamadan uçup gitmeliler.

Bu ekstra yerçekiminden sorumlu olan her neyse, anlaşılması zor. Normal madde ile yerçekimi dışında herhangi bir şekilde etkileşime giriyor gibi görünmüyor; şu anda tespit edebileceğimiz herhangi bir radyasyon biçimi de yaymıyor. Bu ekstra kütlenin kaynağını göremiyoruz. Yine de, bilinmeyen bir tür malzemeyi hesaba katmak, gözlemlediğimiz sorunları çözmek için önemli bir adım oluyor.

Ancak karanlık madde teorisi de mükemmel değil. Sorunlardan biri, Evrendeki karanlık madde dağılımının simülasyonları ile orada gördüğümüz daha büyük gökadaların yörüngesinde dönen cüce gökadaların sayısı arasındaki tutarsızlıktır. Simülasyonların olması gerektiğini öne sürdüğünden çok daha az cüce gökada var. Bu, cüce galaksi sorunu olarak bilinir.

Temel olarak gaz ve karanlık maddeden oluşan çok az yıldıza sahip olanlar gibi bazı cüce gökada türlerini tespit edemiyor olmamız mümkün.

Bazı aday karanlık galaksiler tespit edildi, ancak diğer yapılara çok yakınlar, bu da onları daha güçlü yerçekimi kuvvetleri tarafından parçalanan enkaz damlalarından ayırt etmeyi zorlaştırıyor.

İdeal bir karanlık galaksi adayı, kimliğinin yanlış anlaşılamayacağı bir yerde, uzayda izole bir şekilde kendi kendine sürükleniyor olacaktır.

Fotoğraf: FAST J0139+4328'in (a) optik, (b) yakın kızılötesi, (c) yakın morötesi ve (d) orta kızılötesi içindeki konumu. a ve b'deki sarı daireler ön plandaki yıldızlardır. (Xu ve diğerleri, arXiv, 2023)

Xu ve meslektaşları, böyle bir galaksiyi aramak için Çin'deki Beş Yüz Metre Açıklıklı Küresel radyo Teleskobu'nu (FAST) kullandılar. Gözlem programındaki boşluklar sırasında teleskopu, galaksiler arası uzayda büyük nötr atomik hidrojen (HI) gazı bulutlarının radyo emisyonunu araştırmak ve bir galaksiyle tutarlı özellikler aramak için bir "doldurucu" proje olarak kullandılar.

94 milyon ışık yılı uzaklıktaki bir HI bulutunun yaydığı radyo dalgaları, beklenen optik ışık olmadan, dönen bir disk gökada ile tutarlıydı. Kızılötesi ve ultraviyoledeki takip gözlemleri, yıldızların zayıf bir şekilde dağıldığını ortaya çıkardı.

Veriler, araştırmacıların FAST J0139+4328 olarak adlandırdıkları gökadanın özelliklerini belirlemesine olanak sağladı.

Ekibin hesaplamalarına göre, galaksinin 690.000 güneş kütlesi değerinde yıldız üst sınırı var ve 83 milyon güneş kütlesi değerinde HI içeriyor. Galaksinin toplam baryonik kütlesi, yaklaşık 110 milyon güneş kütlesindedir.

Ancak bu, galaksinin toplam kütlesine oranla okyanusta sadece bir damla. Ekip, FAST J0139+4328'in dönüş hızını ve bundan 5,1 milyar güneş kütlesi olarak gelen toplam kütlesini hesaplayabildi. Bu, galaksinin yaklaşık yüzde 98 oranında karanlık maddeden oluştuğu anlamına gelir.

Diğer bilim insanlarının nesnenin doğasını doğrulamaya çalışması bekleniyor. Bu durumda, Dragonfly 44 adlı bir galakside olduğu gibi, farklı bir şey ortaya çıkabilir. 2016'da galaksinin yüzde 99,99'unun karanlık maddeden oluştuğu bulundu. Ancak dört yıl sonra gökbilimciler Dragonfly 44'ün o kadar da anormal olmadığına karar verdiler.

Ancak karanlık bir gökada olduğu doğrulanırsa, FAST J0139+4328'in çevremizdeki Evren hakkında bize anlatacağı çok ilginç şeyler olacaktır.

Araştırma, The Astrophysical Journal Letters'a kabul edildi ve arXiv'de mevcut.