Karanlık Madde Arayışı Bizi Yeni Bir Yıldız Türüne Götürebilir

Karanlık maddenin evreni kapladığı düşünülüyor, ancak karanlık olduğu için onu bulmak zor. Işığı yansıtmıyor veya yaymıyor; varlığı sadece yerçekimi yoluyla normal maddeyle etkileşimi sayesinde tahmin ediliyor. Onlarca yıllık araştırmalara rağmen, karanlık maddenin varlığına dair doğrudan bir kanıt bulunamamıştır.

Şimdi, İngiltere ve ABD'deki astrofizikçiler, karanlık maddeyi bulabileceğimiz yeni bir yer öneriyorlar: kahverengi cücelerin kalbinde saklanıyor olabilir.

Gaz devi gezegenlerden daha büyük, ancak yıldızlardan daha küçük olan bu yıldız altı nesneler, yıldızlara güç veren nükleer füzyon sürecini başlatmak için yeterli kütleye asla ulaşamazlar. Bunun yerine, büyük, loş ve soğuk dünyalar olarak uzayda süzülürler.

Ancak yeni çalışma, bazı durumlarda kahverengi cücelerin daha ilginç bir şeye dönüşebileceğini öne sürüyor. Karanlık maddenin yoğunluğunun daha yüksek olduğu bölgelerde, bu garip madde kahverengi cücenin çekirdeğinde birikebilir. Ve eğer bu belirli bir tür karanlık madde ise, parçacıklar birbirleriyle etkileşime girerek kahverengi cüceye güç sağlayan enerji üretebilir.

Ekip, bu teorik cisimleri “karanlık cüceler” olarak adlandırıyor.

Hawaii Üniversitesi'nden astrofizikçi Jeremy Sakstein, “Bu nesneler, karanlık cüce olmalarına yardımcı olan karanlık maddeyi toplar” diyor.

“Etrafınızda ne kadar çok karanlık madde varsa, o kadar çok yakalayabilirsiniz. Ve yıldızın içinde ne kadar çok karanlık madde olursa, yok olmasıyla o kadar çok enerji üretilir.”

Bir hipotez, test edilebilirliği kadar güçlüdür ve araştırmacılar, astronomların karanlık cücelerin varlığını doğrulayabilecekleri bir yol da eklemişlerdir: lityum-7'yi aramak.

Bu özel izotop, yıldızların yoğun ısısı nedeniyle yıldızların içinde hızla yanar. Ancak kahverengi cüceler gibi daha soğuk nesnelerde lityum-7 kalabilir. Astronomlar, bir nesnenin kahverengi cüce olduğunu doğrulamak için lityum-7'nin varlığını zaten bir işaret olarak kullanıyorlar.

Ancak, karanlık maddenin yok olmasından kaynaklanan ekstra enerji bir kahverengi cüceyi besliyorsa, aynı kütleye sahip kırmızı cücelerden bile daha büyük ve parlak görünebilir. Dolayısıyla, kırmızı cüceye benzeyen ancak lityum-7 izine sahip bir şey bulursanız, elinizde bir kara cüce ve karanlık maddenin varlığının kanıtı olabilir.

Elbette birçok “eğer” var. Birincisi, karanlık maddenin zayıf etkileşimli kütle parçacıklarından (WIMP) oluşan belirli bir teorik formda var olması gerekir. Önde gelen adaylardan biri olan WIMP'ler, yerçekimsel etkisinin yanı sıra normal maddeyle neredeyse hiç etkileşime girmez, ancak kendi aralarında etkileşime girerler.

WIMP'ler kendi antiparçacıklarıdır, yani ikisi birbirine dokunursa, bir enerji patlamasıyla birbirlerini yok ederler.

Onları kahverengi cücenin çekirdeği gibi sınırlı bir alana yoğun bir şekilde sıkıştırdığınızda, tüm bu çarpışmalardan açığa çıkan enerji nesneyi besler. Elbette bir yıldız kadar değil, ama sıradan bir kahverengi cüceden daha fazla.

Ekip, bu süreç onlara sabit bir boyut, sıcaklık ve parlaklık verdiği için karanlık cücelerin etkili bir şekilde sonsuz olacağını söylüyor.

Ancak, karanlık madde aksiyonlar veya karanlık fotonlar gibi farklı bir form alırsa, kahverengi cücelerin içinde biriktiğini dışarıdan anlamanın bir yolu olmaz.

Tabii karanlık madde gerçekten varsa – ona atfettiğimiz etkilerin başka bilinmeyen fiziksel olaylardan kaynaklanma ihtimali her zaman vardır.

Yine de, karanlık maddenin ne olabileceği ve onu nasıl tespit edebileceğimiz konusunda çeşitli fikirler üretmek önemlidir. Farklı gözlemevleri ve deneyler, karanlık maddenin farklı potansiyel izlerini arayabilir ve bu da bize aynı anda çok çeşitli olasılıkları araştırma imkanı verir.

Bu durumda, araştırmacılar karanlık cücelerin izlerini aramak için en iyi yerin, karanlık maddenin en yoğun olarak toplandığı galaksimizin merkezi olduğunu söylüyorlar.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.