Almanya’daki Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü'nde galaksi kümeleri grup başkanı pozisyonunda olan, galaksi kümeleri ve karanlık madde çalışmalarına odaklanan ödüllü Türk astrofizikçi Dr. Esra Bülbül ve ekibi yeni bir başarıya imza attı.

ODTÜ Fizik Bölümü'nde lisans ve yüksek lisans yaptıktan sonra ABD’de MIT, NASA ve Harvard Üniversitesi’nde çalışmalarını yürüten, ardından Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü, X-ışını teleskobu eROSITA’nın baş bilim insanı olan Esra Bülbül ve ekibi, uzak galaksi kümelerinin X-ışını parıltısını izleyerek yaklaşık dokuz milyar yıllık kozmik evrimi yeniden yapılandırdı.

eROSITA uydu teleskobundan elde edilen ayrıntılı görüntüler, şimdiye kadar yapılmış en hassas kozmolojik ölçümler arasında olma özelliği taşıyor.

Gökyüzünün şu ana kadar çekilmiş en ayrıntılı görüntüsünü oluşturmayı başaran Bülbül ve ekibi, kara deliklerden süpernova patlamalarının kalıntılarına kadar yaklaşık 900.000 X-ışını kaynağını ortaya çıkardı.

Ekibin yaptığı analiz, kozmolojinin standart modelini destekleyerek, evrenin yapısını şekillendiren ana faktörün, halen gizemini koruyan karanlık maddenin çekim gücü olduğunu belirledi. Bilimsel çalışmanın ön baskısı 14 Şubat’ta yayımlandı. 

Görüntü, Temmuz 2019'da Rus uzay aracı SRG (Spectrum-Roentgen-Gamma) ile uzaya fırlatılan ve uydu üzerinden halen çalışmalarına devam eden iki X-ışını teleskobundan biri olan eROSITA'nın ilk altı aylık çalışmasının sonucunda oluşturuldu.

Rusya'nın 2022'de Ukrayna'yı işgal etmesi nedeniyle, biri Almanya’da diğeri Rusya’da bulunan ekibin Rus ayağı ile yapılan iş birliği Alman hükümeti tarafından donduruldu. Ancak Esra Bülbül ve ekibi, ilk tarama sırasında toplanan gökyüzünün yarısından elde ettikleri verileri kullanarak, şimdiye kadar yapılmış en hassas kozmolojik ölçümlerinden birini yapmayı başardı.

Rusya merkezli grubun, uyduda eROSITA’nın yanı sıra bulunan ikinci Rus teleskobundan (ART-XC) gelen diğer verileri ve analizleri ne zaman yayınlayacağı halen belirsizliğini koruyor.

Çok uzak mesafeleri gözlemleyen eROSITA gibi uydu X-ışını teleskopları kozmik evrimin çeşitli aşamalarını görmek için zamanda geriye bakar. Evren genişledikçe, galaksiler arasındaki boşluk daha da genişleme eğiliminde olsa da galaksiler aynı zamanda kütle çekimi ve özellikle karanlık maddenin çekimi tarafından birbirlerine doğru çekilir. Sonuç olarak, dev kozmik boşluklar olarak bilinen, çoğunlukla hidrojen ve helyumdan oluşan çok sıcak küme içi ortamlar oluşur ve bu ortamlar genişler. Ortamın çoğunluk yüzdesini oluşturan karanlık madde giderek dev galaksi kümelerinden oluşan ağda toplanır.

Elde edilen galaktik küme verileri, ekibin kozmik ağı şekillendirmekte nötrinoların rolünü ortaya çıkarmasını da sağladı. Bu temel parçacıklar, Büyük Patlama'da bol miktarda üretildi. Nötrinoların düşük kütleleri ve diğer parçacıklarla etkileşime girme konusundaki isteksizlikleri, galaksilerin etrafında haleler oluşturarak karanlık madde gibi davrandıklarını gösteriyordu.

Bu bilgiden hareketle astrofizikçi ekibi, nötrinoların 0.22 elektronvolttan (eV) fazla olmayan kütlelere sahip olabileceğini hesapladı ki bir elektronun kütlesi yaklaşık 500.000 eV'dir. Bülbül, yaptıkları ölçümler için "Bunlar mevcut nötrino kütlelerinin en sıkı ölçümleri" dedi. Halbuki dünya üzerindeki laboratuvar ölçümleri nötrino kütleleri için en fazla 0.8 eV'lik daha büyük bir üst sınır belirlemişti.

Dr. Bülbül, üzerinde çalıştıkları çok daha fazla veri olduğunu ve ekip olarak mevcut katalogdakilerden daha küçük, daha sönük veya daha uzak olan gaz halelerini haritalayabileceklerini ve ölçümlerin hassasiyetini artırabileceklerini belirtti.

Benzeri ölçümler, birçok galaksinin merkezindeki yoğun parlak süper kütleli kara delikler olan kuasarlar gibi eROSITA tarafından haritalanan diğer X-ışın kaynağı türleri için de yapılabilecek. Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü’nde astrofizikçi olan eROSITA sözcüsü Mara Salvato, bu bilgi hazinesi üzerindeki çalışmaların daha yeni başladığını söyledi. Salvato, "Görevin sonunda, üç milyon nesneyi kataloglamayı umuyoruz" dedi.

Kaynaklar: Nature – Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü
Ayrıca bakınız: TÜBİTAK video