Gökbilimcilerin Kafasını Karıştıran Koyu Madde
Dünya'nın her yerinde bulunan koyu madde, teleskobun görsel bir görüntü oluşturamayacağı ve tamamen anlaşılamayan bir olgu olarak bilinir. Koyu madde ile ilgili en derin sırlardan biri, doğası ve davranışıyla ilgilidir. Koyu madde hakkında hâkim fikir Soğuk Koyu Madde Teorisi (CDM) olup, koyu madde parçacıklarının birbirleriyle etkileşime girmediği düşük hızlı parçacıklardan oluştuğunu öngörür. Ancak bu düşünce tartışmalıdır ve tekrar tartışmaya açılmıştır. California Üniversitesi, Riverside'dan astrofizikçi Hai Bo Yu önderliğindeki bir araştırmacı grubu, Soğuk Koyu Madde Teorisi'nin iki uç noktasını açıklayan alternatif bir fikir geliştirmiştir.
Gökbilimciler, galaksilerin ve galaksi kümelerinin koyu madde halolarıyla çevrili olduğunu düşünmektedir. Tartışmanın bir ucunda, CDM ile uyumlu olmayacak kadar yoğun olan galaktik koyu madde haloları bulunmaktadır diğer ucunda ise CDM'nin mantıklı olmadığı kadar seyreltik olan galaktik koyu madde haloları yer almaktadır. Yu ve meslektaşları, bu durumda koyu madde parçacıklarının birbirlerine çarpmasına neden olan bir tür koyu kuvvet önermektedir. Bu, Kendi Arası Etkileşen Koyu Madde (SIDM) olarak adlandırılır.
Elektromanyetik radyasyonla etkileşimlerinin zayıf veya hiç olmaması nedeniyle "koyu" olarak adlandırılan koyu madde, görünür maddeyle etkileşim içinde olmadığından hiçbir ışık tarafından aydınlatılamaz. Koyu madde'nin "soğuk" olarak adlandırılmasının nedeni, en azından soğuk koyu madde teorisine göre, durgun parçacıkların ışık hızından çok daha yavaş hareket ettiği düşünülmesidir. CDM, galaksiler gibi kozmik yapıların oluşturulması ve korunması için çalıştığı için hala koyu madde için standart modeldir.
UMUT VEREN BİR BULUŞ SIDM
Yu ve ekibi, SIDM'nin CDM'nin açıklayamadığı soğuk koyu madde'nin bir yönünü açıklayıp açıklayamayacağını test etmiştir sonuçta olumlu bir bulguya ulaşmıştır.
"Koyu madde, yıldızlar birbirinden uzak olduğu için özellikle zayıf olan cüce galaksilerdir. Yıldız oluşturucu gaz, yeni yıldızlar üretemeyecek kadar seyrelmiştir. Bir ultraseyrek galaksinin koyu madde halo, normal bir cüce galaksininkinden çok daha uzak bir mesafeye ulaşır. Bu durum, CDM'nin önerdiği etkileşimsiz parçacıklarla olmaması gereken bir durumdur parçacıklar birbirleriyle etkileşime girmediği için daha yakın olmalı ve daha kısa mesafeli yoğun bir halo oluşturmalıdır.
SIDM, parçacıkların çarpışmasına ve ısı transferine izin verdiği için bu haloların neden bu kadar seyreltik olduğunu açıklayabilir.
İkinci senaryo, yerçekimi merceklemeyi etkileyen yoğun koyu madde haloları ile ilgilidir. Bu yoğun halolar, ışığın o bölgeden geçerken bükülmesine neden olacak kadar fazla koyu maddeye sahiptir. Bu durumda, SIDM, yerçekimi merceklemeyi etkileyebilecek yeterli miktarda koyu madde konsantrasyonunu destekler. Bu konsantrasyon, parçacıkların birbirlerine çarpışarak yoğunluğun artmasına yol açar ve büyük bir koyu madde kümesi oluşturarak yerçekimi mercekleme üretir.
Koyu madde hakkında hâlâ birçok bilinmez var. Doğrudan algılanmasının bir yolu olana kadar, SIDM gibi fikirlerin doğru olup olmadığını belirlemek için teorik çalışmalara dayanmak zorundayız. Belki bir gün, koyu madde sırlarını aydınlatacak bir doğrudan algılama yöntemi bulunabilir."
Bu içerik, 2023 yılında Astrophysical Journal Letters'da yayımlanan bir çalışmaya dayanmaktadır.