Karanlık Madde, Samanyolu'nun Galaktik Çubuğunun Dönüşünü Yavaşlatıyor

University College London (UCL) ve Oxford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, Samanyolu'nun milyarlarca kümelenmiş yıldızdan oluşan galaktik çubuğunun dönüşü, oluşumundan bu yana yaklaşık dörtte bir oranında yavaşladı.

30 yıldır, astrofizikçiler böyle bir yavaşlama öngörüyorlardı, ancak bu ilk kez ölçüldü.

Araştırmacılar, dönüşü yavaşlatan bir karşı ağırlık gibi davranan karanlık maddenin doğasına yeni bir bakış açısı sağladığını söylüyorlar.

Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri'nde yayınlanan çalışmada, araştırmacılar, çubukla rezonans içinde olan, yani galaksinin etrafında dönen büyük bir yıldız grubu olan Herkül akıntısının Gaia uzay teleskopu gözlemlerini analiz ettiler.

Bu yıldızlar, dönen çubuk tarafından yerçekimsel olarak tutulur. Aynı fenomen, Jüpiter'in Lagrange noktalarının (Jüpiter'in önünde ve arkasında) yörüngesinde dönen Jüpiter'in Truva ve Yunan asteroitlerinde de meydana gelir. Çubuğun dönüşü yavaşlarsa, bu yıldızların yörünge periyodlarını çubuğun dönüşüyle ​​uyumlu tutarak galakside daha uzağa hareket etmeleri beklenir.

Araştırmacılar, akıntıdaki yıldızların kimyasal bir parmak izi taşıdığını buldular, daha ağır elementler (astronomide metaller olarak adlandırılırlar) bakımından daha zenginler ve bu da yıldızların ve yıldız oluşturan gazın yaklaşık 10 kat olduğu galaktik merkezden uzaklaştıklarını kanıtlıyor.

Ekip, bu verileri kullanarak, milyarlarca yıldız ve trilyonlarca güneş kütlesinden oluşan çubuğun, ilk oluştuğundan beri dönüşünü en az %24 yavaşlattığı sonucuna vardı.

Yardımcı yazar Dr Ralph Schoenrich (UCL Fizik ve Astronomi) şunları söyledi: "Astrofizikçiler uzun zamandır galaksimizin merkezindeki dönen çubuğun yavaşladığından şüpheleniyorlardı, ancak bunun olduğuna dair ilk kanıtı bulduk. Bu dönüşü yavaşlatan karşı ağırlık karanlık madde olmalı. Şimdiye kadar, karanlık maddeyi ancak galaksilerin yerçekimi potansiyelini haritalayarak ve görünür maddeden katkıyı çıkararak çıkarabildik.

Araştırmamız yeni bir tür karanlık madde ölçümü sağlıyor - yerçekimi enerjisi değil, çubuğun dönüşünü yavaşlatan eylemsizlik kütlesi (dinamik tepki)."

Oxford Üniversitesi'nden ortak yazar ve doktora öğrencisi Rimpei Chiba şunları söyledi: "Bulgumuz, karanlık maddenin doğasını sınırlamak için büyüleyici bir bakış açısı sunuyor, çünkü farklı modeller galaktik çubuktaki bu atalet çekimini değiştirecek. Bulgumuz, alternatif yerçekimi teorileri için de büyük bir sorun teşkil ediyor - halede karanlık madde bulunmadığından, barda hayır ya da çok az yavaşlama öngörüyorlar."

Samanyolu'nun, diğer galaksiler gibi, görünür sınırının çok ötesine uzanan bir karanlık madde 'halosu'na gömülü olduğu düşünülmektedir.

Karanlık madde görünmezdir ve doğası bilinmemektedir, ancak varlığı, sanki görebildiğimizden çok daha fazla kütleye sahipmiş gibi davranan galaksilerden çıkarılmaktadır. Evrende sıradan, görünür maddeden yaklaşık beş kat daha fazla karanlık madde olduğu düşünülmektedir.

Değiştirilmiş Newton dinamikleri gibi alternatif yerçekimi teorileri, karanlık madde fikrini reddeder, bunun yerine Einstein'ın genel görelilik teorisini değiştirerek tutarsızlıkları açıklamaya çalışır.

Samanyolu, ortasında kalın bir yıldız çubuğu ve çubuğun dışında disk boyunca uzanan sarmal kolları olan bir çubuklu sarmal gökadadır. Çubuk, galaksiyle aynı yönde döner.

Araştırma Royal Society, Takenaka Burs Vakfı ve Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi'nden (STFC) destek aldı.

Kaynak:

• https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210614153956.htm