Yıllardır cihan, bilim insanlarını şaşırtan büyük bir sırrı saklıyordu. Kainattaki sıradan husus dediğimiz ve protonlardan, yıldızlara, gezegenlerden insanlara kadar her şeyi oluşturan hususların neredeyse yarısı, dağılımının çok seyrek ve ince olması nedeniyle gözlemlenemiyor, “kayıp” olarak kabul ediliyordu. Lakin son devirde yapılan çığır açan bir çalışmayla bu gizem nihayet aydınlatıldı. Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA) ve Caltech’ten gökbilimciler, hızlı radyo patlamaları (Fast Radio Bursts – FRB) aracılığıyla kainattaki baryonik (yani sıradan, proton ve nötronlardan oluşan) hususun büyük kısmının yerini tespit etti. Araştırmaya nazaran, kainatta bulunan sıradan hususun yaklaşık yüzde 76’sı galaksiler arasında yer alan son derece ince ve sıcak gazda gizleniyor. Bu keşif, Nature Astronomy mecmuasında yayımlandı.
Yıllardır neredeydi bu unsur?
Bilim insanları uzun müddettir cihanda gözlenen baryonik unsurun sadece yarısının izini sürebiliyordu. Geri kalan kısmı ise teleskopların göremeyeceği kadar sıcak ve düşük yoğunluklu gaz olarak dağılıyordu. X-ışını ve morötesi müşahedelerle kimi ipuçları yakalansa da, husus direkt gözlemlenemediğinden varlığı lakin kestirim edilebiliyordu. Kozmik fenerler aydınlattı
Bu çıkmazı aşan ise hızlı radyo patlamaları oldu. FRB’ler, uzak galaksilerden gelen ve sadece milisaniyeler süren parlak radyo sinyalleridir. Işıklarının uzayda yol alırken ne kadar yavaşladığını ölçen gökbilimciler, bu gecikmeyi kullanarak ışığın geçtiği ortamın yoğunluğunu hesaplayabiliyor. FRB’ler, boşlukta parlayan kozmik el feneri gibi düşünülebilir; sinyalleri galaksiler ortası gazın içinden geçerken yavaşlar ve bu yavaşlama, o ortamın yoğunluğunu ve içeriğini anlamamıza imkan tanır.
CfA’dan Dr. Liam Connor’ın liderliğinde yürütülen yeni çalışmada, yaklaşık 11 milyon ışık yılı uzaklıktaki M81 galaksisinden gelen FRB20200120E’den, şimdiye kadar gözlemlenen en uzak FRB olan ve 9.1 milyar ışık yılı öteden gelen FRB20230521B’ye kadar 60 farklı FRB tahlil edildi. Bu bilgiler sayesinde, hususun büyük kısmının galaksiler ortası boşlukta — intergalaktik ortamda (IGM) — bulunduğu tespit edildi.
Kozmik ağa dair birinci ayrıntılı harita
Connor, “On yıllardır süregelen ‘kayıp baryon sorunu’ unsurun var olup olmadığıyla ilgili değildi. Sorun her vakit şuydu: Nerede? Artık FRB’ler sayesinde biliyoruz: unsurun dörtte üçü kozmik ağda galaksiler ortasında yüzer durumda” diyor. Araştırmaya nazaran baryonik unsurun yaklaşık yüzde 76’sı intergalaktik ortamda, yüzde 15’i galaksilerin etrafındaki halo bölgelerinde, kalan kısmı ise yıldızlarda yahut galaksi içindeki soğuk gazlarda bulunuyor. Bu dağılım, kozmolojik simülasyonlarla örtüşüyor olsa da birinci defa direkt gözlemsel olarak doğrulanmış oldu.
Elde edilen bulgular, sadece unsurun dağılımını açıklamakla kalmıyor, birebir vakitte galaksi oluşumu ve evrenin termodinamiği hakkında da kıymetli ipuçları veriyor. Connor’a nazaran, baryonlar galaksilere çekildikçe; üstün kütleli kara delikler ve yıldız patlamaları, bu hususları tekrar galaksiden dışarı püskürtebiliyor. Çalışmanın ilerleyen devirlerde cihanın yapısının ve kozmik ağın harika ayrıntılarla haritalanmasına yardımcı olması bekleniyor.
