Yeni karanlık madde türü evrenin sırlarına ışık tutabilir

Karanlık madde, evrendeki maddenin yüzde 85’ini oluştursa da doğrudan görülemiyor. Bu, gökbilimciler için gizemli kaldığı ve bunun yerine evrenin görünür kısımları üzerindeki etkileri aracılığıyla anlaşılması gerektiği anlamına geliyor.

Fizik hakkındaki genel anlayışımız, karanlık maddenin “soğuk” olduğunu ve diğer parçacıklarla etkileşime girmeden içlerinden geçtiğini öne sürüyor. Ancak evrende bu modelle açıklanamayan bazı yapılar var.

Yeni çalışma bunun yerine, karanlık madde parçacıklarının aslında birbirleriyle çarpışıp enerji alışverişinde bulunabildiği bir model olan SIDM’ye bakıyor. Bu, geride son derece yoğun çekirdekler bırakan bir “kütleçekim ısısı çöküşüne” yol açabilir.

Yeni araştırmayı yöneten Hai-Bo Yu, “Aradaki fark, kişilerin birbirini görmezden geldiği bir kalabalıkla herkesin sürekli birbirine çarptığı bir kalabalık arasındaki fark gibi” dedi.

SIDM’de bu etkileşimler, karanlık madde halelerinin iç yapısını önemli ölçüde yeniden şekillendirebilir. Kendi kendine etkileşime giren karanlık madde, bu gözlemleri açıklayacak kadar yoğun hale gelebilir.

Yeni araştırma, bu yeni anlayışın, gökbilimcileri şaşırtan bir dizi fenomeni açıklamaya yardımcı olabileceğini öne sürüyor.

Bunlardan ilki, uzak galaksileri büyütme özelliğiyle dikkat çeken ultra yoğun bir cisim. İkincisi, görünmez, kompakt bir cismin içinden geçip bir iz bırakmış gibi görünen GD-1 yıldız akımındaki bir oluşum ve üçüncüsüyse Samanyolu’nun bir uydu galaksisinde bulunan, Fornax 6 diye bilinen tuhaf bir yıldız kümesi.

Örneğin sonuncusu, galaksilerindeki nesneleri hapsederek geçen yıldızları toplayıp sıkı, kompakt bir kümeye çeken yoğun bir karanlık madde kümesiyle açıklanabilir.

Profesör Yu, “Çarpıcı olan, aynı mekanizmanın tamamen farklı üç ortamda, uzak evrende, galaksimizin içinde ve komşu bir uydu galakside çalışması” dedi.

Hepsi, standart model karanlık maddeyle bağdaştırılması zor yoğunluklar sergiliyor ancak bu yoğunluklar SIDM’de doğal olarak ortaya çıkıyor.

Çalışma, Physical Review Letters adlı akademik dergide yayımlanan “Core-Collapsed SIDM Halos as the Common Origin of Dense Perturbers in Lenses, Streams, and Satellites” (Merceklenmeler, Akıntılar ve Uydulardaki Yoğun Bozucu Nesnelerin Ortak Kökeni Olarak Çekirdeği Çökmüş SIDM Haleleri) başlıklı yeni makalede açıklandı.