Süper Kütleli Delikler’ Karanlık Madde’nin Bileşeni Değil; Çalışma Büyük Ölçekli Deliklerin Sınırlarını Çizdi

Tüm galaksilerden daha kütlesli kara delikler, evrendeki maddenin büyük kısmını oluşturduğu düşünülen gizemli karanlık maddenin önemli bir bileşeni değildir; yeni bir çalışma bulmuştur.

Yüzyıllardır galaksilerin döndükleri hızda parçalanmamasının nedeni açıklanmaya çalışılırken, bilim insanları galaksileri bir arada tutan yerçekimi etkisiyle bu görünmez madde olan karanlık maddenin varlığını öne sürmüştür. Karanlık maddenin evrendeki tüm maddenin yaklaşık altıda beşini oluşturduğu düşünülmektedir.

Karanlık madde hakkında bilinmeyenler hâlâ çoktur; bunlar arasında gerçekte var olup olmadığı da yer alır. Kara delikler, karanlık maddenin olası adayları için uygundur, çünkü son derece kütürlüdürler ve uzayın karanlık derinliklerinde yakalamak zordur.

Yeni çalışmada araştırmacılar, karanlık maddenin “muazzam derecede büyük kara deliklerden” yapılabileceğini inceledi; bunlar Güneş‘in kütlesinden 100 milyar kere daha kütürlüdür. 1 milyon milyondan 10 milyon milyona kadar Güneş kütlesine sahip muazzam derecede büyük kara delikler, tüm galaksilerden daha kütürlüdür.

Şu ana kadar astronomlar herhangi bir muazzam derecede büyük kara delik tespit etmedi; bilinen en büyük kara delik güncel olarak yaklaşık 36 milyar Güneş kütlesinde olabilir. Araştırmacılar birçok galaksiye bakmalarına rağmen herhangi birini görmedikleri için yeni çalışma, bunların karanlık maddenin tamamını oluşturamayacağını belirtti; ancak ekip üyeleri bu egzotik nesnelerin yine de gizemli maddenin önemli bir kısmını oluşturup oluşturamayacağını düşündü.

Karanlık madde çoğu zaman “her yere yayılmış ince bir toz gibi” düşünülür; Almanya’daki Mainz Teoretik Fizik Enstitüsü’nden teoretik fizikçi Christopher Gerlach, Space.com’a söyledi. Ancak karanlık madde muazzam derecede büyük kara delikler gibi birkaç dev nesneye sıkıştırılmışsa, “evren çok büyük ölçeklerde tanecikli hale gelir. Ve biz bunu kontrol edebiliriz.”

Özellikle bilim insanları evrenin doğuşundan gelen ışığı inceledi; Almanya’daki Mainz Teoretik Fizik Enstitüsü’nden teoretik fizikçi Yann Gouttenoire, Space.com’a söyledi.

Büyük Patlama’dan sonraki ilk 380.000 yılda evren, ışığın hapsolduğu sıcak bir plazmayla doluydu. Sonunda evrenin genişlemesi, evrenin plazmanın büyük ölçüde dağılıp atomlar oluşturacak kadar soğumasına olanak tanıdı. Bu da ışığın özgürce parlamasına olanak tanıdı; “ve bu ışık hâlâ bugün bize ulaşıyor,” Gerlach açıkladı. “Buna kozmik mikrodalga arka planı diyoruz; tüm gökyüzünü kapsayan bebek evrenin bir görüntüsü.”

Kozmik mikrodalga arka planının sıcaklığı “yerden yere yaklaşık 100.000’de bir değişir”; Birleşik Arap Emirlikleri’nin Abu Şabebe şehrindeki New York Üniversitesi’nden teoretik fizikçi Antonio Iovino, Space.com’a söyledi. “Bu desen bize maddenin o zamanlar nasıl dağıldığını söylüyor.”

Karanlık maddenin arka planında bir süperkütleli kara deliğin illüstrasyonu. (Görsel kaynağı: Robert Lea (Canva ile oluşturuldu))

Kozmik mikrodalga arka planını incelediklerinde, muazzam derecede büyük kara deliklerin onu yapması gerekirdi şeklinde tanecikli olmadığı ortaya çıktı. “Bu kara delikler karanlık maddenin önemli bir kısmı olamaz,” Almanya’daki Mainz Teoretik Fizik Enstitüsü’nden teoretik fizikçi Nicholas Leister, Space.com’a söyledi.

Araştırmacılar, yeni bulguların muazzam derecede büyük kara deliklerin var olamayacağını öne sürmediğini, yalnızca karanlık maddenin büyük bir kısmını oluşturmadığını vurguladı. Karanlık maddenin başka bir adayı olan, asteroid boyutlarında nispeten küçük kara deliklerin potansiyel olarak var olabileceğini ekledi. Şimdi bu minicik kara deliklerin karanlık maddenin önemli bir bileşeni olmadığını ortaya çıkarabilir olup olmadığını inceliyorlar.

Bilim insanları bulgularını, 26 Ekim’de Physical Review Letters dergisinde yayımlanacak bir çalışmada detaylandırdı.