Evrenin içeriğine baktığımızda, yıldızlar, gezegenler, galaksiler ve canlıları oluşturan “normal” hususun toplamın sırf yaklaşık yüzde 5’ini oluşturduğu biliniyor. Geri kalan büyük kısım ise hala tam olarak anlaşılamayan karanlık unsur ve karanlık güçten meydana geliyor. Lakin bilim insanlarını uzun müddettir meşgul eden bir öteki soru daha var: Bildiğimiz “normal” hususun de kayıp olan bir kısmı var ve bu unsurun cihanda nereye dağıldığı uzun yıllardır net olarak belirlenemiyordu.
Kozmolojik modeller, bu kayıp hususun galaksiler ortası boşluklarda seyrek gazlar halinde yer alması gerektiğini öne sürüyordu. Fakat bu unsurun direkt gözlemlenmesi kolay değildi. Farklı araştırma takımları, çok çeşitli sistemler kullanarak bu öngörüyü test etmeye çalıştı. Sonuç olarak, birbirinden bağımsız çalışmalarla bu hususun hakikaten var olduğu ve modellerin işaret ettiği yerlerde bulunduğu doğrulandı.
Gökyüzünde parlayan yıldızların ya da uzak galaksilerin teleskoplarla tespit edilmesi görece daha kolayken, galaksiler ortası boşluklarda dağılmış olan seyrek gazları görmek çok daha güç. Gözle görünmeyen bu maddeyi tespit edebilmek için araştırmacılar yeni yollar geliştirdi. Bunlardan biri, yalnızca birkaç milisaniye süren ve cihanın uzak köşelerinden gelen hızlı radyo patlamaları (FRB) olarak bilinen sinyalleri kullanmak oldu.
FRB’ler, galaksiler ortası husustan geçerken sinyallerinde frekans genişlemesi oluşuyor. Bu değişiklik sayesinde araştırmacılar, sinyalin geçtiği yolda ne kadar husus bulunduğunu kestirim edebiliyor. Üstelik FRB’ler kendileri de şimdi tam olarak çözülememiş bir gizem barındırıyor; kimileri tekrar ediyor, kimileriyse sadece bir defa gözlemleniyor. Bu sinyallerin kaynakları büyük ölçüde meçhul olsa da, maddeyi izlemek için hayli hassas araçlar olarak değerlendiriliyorlar.
Büyük gizemi FRB’ler çözdü
Son çalışmalarda, kaynağı bilinen 69 FRB incelendi. Bunlar ortasında, bugüne kadar keşfedilmiş en uzak FRB olan ve yaklaşık 9,1 milyar ışık yılı uzaklıktaki FRB 20230521B de yer alıyor. Araştırmanın başında yer alan Harvard Üniversitesi’nden Dr. Liam Connor, bu prosedürü şöyle açıklıyor: “FRB’ler, galaksiler ortası ortamın içinden geçerken sinyallerinde gözle görülmeyen ancak ölçülebilen değişimler bırakıyor. Bu sayede, direkt göremediğimiz gazları tespit edebiliyoruz.”
Connor, bu araştırmayı Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde (Caltech), yardımcı doçent Vikram Ravi ile birlikte yürüttü. FRB’lerle elde edilen sonuçlar, X-ışınlarını temel alan farklı bir metotla de doğrulandı.
Galaksiler ortası gaz milyonlarca derece sıcaklığa sahip olduğundan X-ışınları yayabiliyor. Lakin bu gaz son derece seyrek olduğu için bu ışımayı tespit etmek güç. Bu nedenle Avrupa Uzay Ajansı’nın XMM-Newton teleskobu ile Japonya Uzay Ajansı’na ilişkin Suzaku teleskobunun birlikte çalışması gerekiyordu. Suzaku, çok zayıf X-ışınlarını algılayabilirken, XMM-Newton etraftaki öbür kaynakları ayıklamada yardımcı oluyor.
Bu iki teleskop, Dünya’ya yaklaşık 1 milyar ışık yılı uzaklıktaki devasa bir yapı olan Shapley Süperkümesi‘ni inceledi. İçinde 8.000’den fazla galaksi barındıran bu yapı, cihana yayılmış kütle açısından en büyük yapılardan biri. Araştırmanın maksadı, direkt görülebilen galaksiler değil, ortalarındaki boşlukta yer alması gereken ancak şimdiye kadar tespit edilemeyen gazlardı.
Modellere nazaran, süperkümenin iki ucu ortasında 23 milyon ışık yılı uzunluğunda bir gaz ipliği bulunması gerekiyordu. Bu beklenti, teleskopların ölçümleriyle örtüştü. Araştırma grubu, bu iplikteki gazın ölçüsünü muvaffakiyetle ölçerek, kozmosun husus dağılımı konusunda kıymetli bir boşluğu doldurmuş oldu.
Çalışmanın baş araştırmacılarından biri olan, Leiden Gözlemevi’nden Konstantinos Migkas, bu ahengin altını çiziyor: “İlk defa, gözlemsel bilgilerimiz cihanın teorik modelleriyle bu kadar net bir formda uyuştu. Simülasyonların başından beri hakikat çıktığını söyleyebiliriz.”
Radyo patlamalarını temel alan çalışma Nature Astronomy mecmuasında yayımlanırken, Shapley Süperkümesi’ndeki gaz ölçümüne dair bulgular Astronomy & Astrophysics mecmuasında yer aldı.
