Uluslararası bir araştırma ekibi galaksi kümeleri ile çevrelerinde karanlık madde ağılı arasındaki ilişkinin daha önce sanılandan daha karmaşık olduğunu açığa çıkardı. Tüm detayları ve sonuçları Physical Review Letters’da dün (25 Ocak) yayımlanan çalışma bu ilişkiyi tanılamak için gözlemsel verilere dayanan ilk araştırma olma niteliğini taşıyor. Kütlelerinin yanında galaksi kümelerinin oluşum tarihi çevreleriyle ilişkilerinin anlaşılması için çok büyük bir önem taşıyor.
Galaksi kümeleri ile karanlık madde ağılları birlikte, evrenin karanlık madde içeriği ve karanlık enerji sebebiyle gerçekleşen ivmeli genleşme özellikleri ile ilgili önemli bilgileri saklı tutuyor. Galaksi kümeleri yüzlerce hatta binlerce galaksinin kütle çekim kuralları doğrultusunda bir arada bulunmaları ile var olurken evrenin de en büyük, devasa kütle içeriğine sahip oluşumlarını meydana getiriyor. Bu kümeler (gökadalar da denir) görünmez karanlık madde dokusuna gömülmüş durumdadır.
Geleneksel olarak kozmologlar sürekli kümelenmeyi önceden kestirmeyi ve matematiksel olarak tanımlamayı -üstelik yalnızca kümelerin ve ağıllarının kütlelerini hesaplayarak- sürdürüyordu. Ne var ki; kozmolojik simülasyonlar ve teorik çalışmalar önemli rolü olan tek oyuncunun kütle olmadığını ortaya koydu. Buna göre diğer önemli etmen de galaksi kümelerinin oluşma zamanı ve şeklini belirleyen ayrıca kümelenmede etkili olan ‘birleşme eğilimi‘ * (birleşme öngerilimi) idi.
Carnegie Mellon’s McWilliams Center for Cosmology üyesi Rachel Mandelbaum’a göre simülasyonlar resmin bir parçasının da ‘birleşme eğilimi’ tarafından çizildiğini gösteriyor. Bunu da gözlemlenmiş verilerle onaylamak galaksileri, oluşumlarını ve galaksi kümelerinin oluşumu ile evrimini anlamak için hayati bir önem taşıyor.
Yapılan çalışmada, Kavli Institute’ten Hironao Miyatake tarafından yönetilen araştırma ekibi Sloan Digital Sky Survey’na ait DR8 adlı galaksi kataloğunun gözlemsel verilerini analiz etti. Bu datayı kullanarak araştırmacılar galaksilerin ne zaman ve nerede bir grup oluşturacak olduğunun, kümenin kendi çevresinde bulunan karanlık madde ile olan ilişkisini de belirleyeceğini gösterdi.
Araştırmacılar yaklaşık 9.000 galaksi kümesini, içlerindeki galaksilerin uzamsal dağılımlarına (bir anlamda yoğunluklarına) göre iki ayrı gruba ayırdı. Bir grup galaksilerin merkezde yoğunlaştığı ve bir arada olduğu kümelerden oluşurken diğer gruptaki galaksi kümelerinin üyeleri daha birbirinden uzak ve yayılmıştı. Daha sonra ‘kütleçekimsel mercekleme‘ olarak bilinen (İng. gravitational lensing) bir yöntem ile iki grubun üyelerinin aynı kütlelerde olsalar da çevreleri ile ilişkilerinin çok farklı olduğu gösterildi. Gökadaların daha seyrek ve boşluklu yayıldığı kümeler çok daha büyük ve kaba görünüyordu. (Burada aslında kümenin içindeki gökadaların seyrekliğine rağmen daha yığınlaşmış bir ortam gibi göründüğü anlatılıyor)
Mandelbaum’un açıklaması şöyle : “Galaksi kümelerinin bir araya gelme biçimlerinin büyük ölçeklerde ölçülebilmesi, modern kozmoloji için kilit bir adım olacaktır. Kütlenin kümelenmedeki tek etmen olmadığını bilerek çok daha ileriye gitmemiz mümkün.”
*birleşme eğilimi : (ing. Halo assembly bias veya assembly bias) kozmolojide kara-ağıl kümelenmesinin oluşum aşamasında göreli ilişkisini veya bağımlılığını anlatan terim.
Kaynak : Hironao Miyatake, Surhud More, Masahiro Takada, David N. Spergel, Rachel Mandelbaum, Eli S. Rykoff, and Eduardo Rozo. Evidence of Halo Assembly Bias in Massive Clusters. Phys. Rev. Lett., 25 January 2016 DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.041301