Büyük Çekici
Galaksileri kendine doğru çeken madde nerede ve doğası ne?
Kendini eliptik galaksilerle ilgili daha fazlasını keşfetmeye adamış, bilinen teorileri kenara bırakan 7 astronom ‘7 Samuray' olarak ün saldılar. 1980 yılında Dünya'nın farklı yerlerinden bir araya gelen ekibin başını Sandra Faber çekiyordu. Takımın diğer astronomları Alan Dressler,
Roberto Terlevich, Donald Lynden-Bell, Gary Wegner, David Burnstein ve Roger Davies'di. Görevleri, Dünya'nın en büyük ve en gelişmiş teleskoplarından birinin verileri ile çalışmaktı.
Ekip, önceki 20 yıllık periyotta gerçekleşen bazı önemli keşifler sonrası bir araya geldi. Bu keşiflerden biri, 1965 yılında Bell Telefon Laboratuvarlarında araştırmacı olan Arno Penzias ve Robert Wilson'ın kendi yaptıkları radyo alıcısında düzenli gürültüler tespit ettiğinde ortaya çıktı. Princeton Üniversitesindeki bir ekip bu gürültünün, Büyük Patlama'dan kalan ışıma olan kozmik mikrodalga arka alan ışınımı (CMB) olduğunu duyurdu.
Bu başlı başına muhteşem bir keşif değilmiş gibi, CMB'nin detaylı haritalandırılması 1970'lerde başka bir keşfi ortaya koydu. Astronomlar evrenin 13,8 milyar yıl önce, bir tekillikten oluşup bugüne kadar genişlediğini hali hazırda biliyorlardı. Ancak CMB, Samanyolu'nun bir tarafında, diğer tarafına kıyasla daha sıcaktı ve bu çok öneme sahip bir tespit olarak ortaya çıktı.
Bu sıcaklık farkı, sadece Samanyolu'nun CMB'ye göre 600 kilometre/saniye hızla hareket ettiğini göstermiyor, aynı zamanda bu hareketin simetrik olmadığını da ortaya koyuyor. Samanyolu civarındaki galaksilerin aynı olmayan hızı, belirli bir bölgede yığılmış bir maddenin güçlü bir çekim kuvveti ortaya koyduğunu gösteriyordu.
7 Samuray tarafından bu keşfin yapılmasından bu yana, bilim insanları bunun ne olabileceğini ve neden Samanyolu'nun (ve civarındaki 100 bin kadar diğer galaksinin) Erboğa ve Suyılanı doğrultusundaki 250 milyon ışıkyılı uzaktaki bu noktaya doğru çekiliyor olabileceğini araştırıyorlar. Bu kütle çekimsel anormalliğin kaynağının Güneş'in katrilyon katı kütleye sahip bir galaksi kümesi olabileceği öngörülüyor. Ancak şu ana kadar böyle bir küme tespit edilemedi.
Carnegie Bilimler Enstitüsünde astronom olan Dressler, bu meselenin derinlerine kadar inmek istiyor. Orijinal keşfi yapan kişilerden birisi olarak, günümüzde buna dair kanıtları bulmaya çalışan bilim insanlarından birisi.
Astronomlar sıcaklık farkının ne kadar olduğunu hassas bir şekilde biliyor: fark bir tarafta +0,00335 Kelvin iken, diğer tarafta -0,00335 Kelvin. Dressler bu konuda "Yani Samanyolu'nun bir tarafının diğerine göre bir kelvinin binde birkaçı mertebesinde daha sıcak olduğunu biliyoruz." diyor. Ekip onları çalışmada yönlendirecek başka verilere de sahip.
"1980'lerde dünyanın dört bir yanından gözlemler alıyor ve eliptik galaksilerin yapısını ve ne zaman oluştuklarını anlamaya çalışıyorduk. Gözlemlerimizi, evrenin genişlediği ve galaksilerin bizden uzaklaştığı bilgisine sahip bir şekilde yürütüyorduk. Bir galaksinin hızını ölçerek, bizden ne kadar uzakta olduğunu
"Bir galaksinin hızını ölçerek, bizden ne kadar uzakta olduğunu anlayabiliyoruz."
Dr. Alan Dressler
anlayabiliyorduk."
Ekip eliptik galaksilere olan mesafeyi bulabilmek için farklı bir yöntem daha kullandı: genişleme mesafeleri ile uzaklığın genişlemeden bağımsız ölçümü ile arasındaki farka baktılar. Bu bilgi, galaksilerin CMB'ye kıyasla hızını veriyordu ve bu ölçümleri yapmak, Samanyolu ve civarındaki galaksilerin güney gökyüzünde belli bir noktaya doğru hızla çekildiğini gösterdi. Dressler, "Genişleme uzaklığı ile genişlemeden bağımsız uzaklık arasındaki fark bize galaksilerin öz hızını veriyor." diyor.
Dressler ve ekibi Samanyolu'nun ilerlediği doğrultudaki galaksilerin bir haritasını çıkarmaya başladı ve ortaya, adeta galaksilerden oluşmuş bir galaksi gibi görünen bir süperküme çıktı.
Bunun üzerine daha fazla çalıştıkça, evrenin galaksi dağılımı açısından daha kümelenmiş bir şekilde olduğunu buldular.
"Evren her ne kadar eş dağılımlı olsa da içerisinde yığınlar bulunduğunu da biliyoruz." diyor Dressler. 1987'deki bulgularını ortaya koydukları toplantıda, bu çekimin nedeninin ‘Büyük Çekici' adını verdikleri bir kütle olduğunu söylemişti; bu isim böylece kaldı.
O dönemden beri astronomlar bunun tam olarak ne olabileceğini araştırdılar ve 3 yıl içerisinde Dressler ve 7 Samurayın diğer üyeleri, bu çekimden etkilenen 139 galaksi olduğunu ortaya koydular. Buradaki en büyük zorluk, bu kütlenin gözlenmesi kolay olmayan bir bölgede yer alması.
Büyük Çekici, gökyüzünün ‘Kaçınma Bölgesi' olarak adlandırılan bu kısmında yer alıyor. Bu bölge, Samanyolu düzleminde bulunan yıldızlar ve yıldızlararası tozun, görsel bölgede çok uzağı görmemizi engellediği bir yer. Bu durum, şimdiye kadarki verilerin civar galaksilerin hareketleri ile elde edildiğini gösteriyor. Ancak gelişen gözlem teknikleri bazı yeni olasılıkları da gündeme getirebilir.
Dressler, "Bu bölgede en azından bir tane yoğun bir küme olduğu biliniyor: Cetvel Kümesi." açıklamasını yapıyor. Gerçekten de Cetvel Kümesi, Büyük Çekici'nin olması gereken yerin merkezinde keşfedildi ve civardaki galaksilerin oraya doğru hareket ediyor olabileceği üzerine kanıtlar mevcut. Ancak bu yine de büyük resmi açıklamıyor çünkü bu kümenin çekim kuvveti, Samanyolu ve bazı büyük galaksilerden elde edilen verilerle açıklanamıyor.
Diğer taraftan, Başak adında 1.300 (hatta belki 2.000) galaksi içeren başka önemli bir küme mevcut. Bu küme, Samanyolu ve Andromeda galaksilerinin içinde bulunduğu Yerel Grup gibi, Başak Süperkümesi'nin bir parçası.
"Başak Süperkümesi bizi o yönde çekiyor olabilmek için doğru yönde ve galaksimizle
CMB'ye kıyasla bir hız kazandırıyor." diyor Dressler. "Bu süperkümenin dış kesimlerinde bulunuyoruz ve bizi merkezine doğru çektiği yönünde görüşler bulunuyor." Bu açıdan, Büyük Çekici, büyük bir süperküme olabilir. Dressler bunun üzerine "Hatta öyle olmaması daha garip olurdu." diyor. Aslında bu bile olan biteni tam olarak açıklamıyor. "Bu çok mantıklıydı ancak insanlar şu soruyor sordu: ‘Peki çekimin geriye kalanının kaynağı ne?' Biz ise binlerce galaksiden oluşan galaksi topluluğunun ve karanlık maddenin Samanyolu'nun CMB'ye göre hızını açıklamak için yeterli olduğunu söyledik ve Başak Süperkümesi'nin çekimine (ki bu söz konusu çekimin onda biri kadar) neyin eklenmesini gerektiğini de anlattık. Olması gereken yerde bir süperküme bulduk ve galaksilerin oraya doğru olan hareketlerini ölçtük ancak bu veriler bu tekniği kullanarak meslektaşlarımızı ikna etmek için yeteri kadar iyi değildi."
"İlerleyen yıllarda Büyük Çekici'nin ne olduğundan emin olmayanlar birçok tarama gözlem gerçekleştirdi ve daha uzakta bir küme, hatta belki süperküme bulmaya çalıştılar."
Astronomların bu büyük çekimin etkisini açıklamak için süperküme arayışında oldukları çok açık. Süperkümelerin, aynı merkeze doğru çekilen galaksilerden
oluştuğu üzerine genel bir görüş birliği var, hatta bu açıdan Başak Süperkümesi bile tek başına değil; Başak Süperkümesi'nin de Laniakea Süperkümesi'nin bir parçası olduğu anlaşıldı. Dolayısı ile Büyük
Çekici de birçok bilim insanı tarafından Laniakea'nın merkezinde olarak kabul ediliyor.
Dressler, "Sonuç olarak, bizim tespit ettiğimiz CMB sinyallerinin Başak veya Büyük Çekici tarafından değil, daha uzakta ve daha büyük bir şeyden kaynaklanıyor olabileceği üzerine bir sonuç çıktı." diyor. "Bu daha uzakta olan şeyin aslında bizi çektiği üzerine bir teori ortaya çıktı, hatta Büyük Çekici bile bu noktaya doğru hareket ediyor." Bu teori 2000 yılı civarında ortaya çıktı ve mikrodalga ışınımında ortaya çıkan sonuçlarla çelişti.
Ancak, 2000'lerin ortasına gelindiğinde, daha detaylı çalışmalar yürütüldü.
Parkes radyo teleskobuna yeni bir alıcı yerleştirildi ve Kaçınma Bölgesi'nin ötesini gözlemlemek üzere ayarlandı. HI Parkes Tüm Gökyüzü Taraması, gökyüzünü 13 kat daha hızlı bir şekilde taradı ve üçte biri daha önce hiç görülmemiş olan yüzlerce galaksiyi gözlemledi. Buradaki galaksi yoğunluğu daha iyi bir şekilde tanımlanmaya başlandı ancak Büyük Çekici'nin kendisi halen gizemini korudu.
2010 yılında, Dressler ortadaki gizemi çözmek ve yeni ipuçları bulmak için tekrar
Büyük Çekici üzerine çalışmaya başladı. "Galaksi uzaklıklarını tespit etmek için daha yeni bir teknik vardı, 2000 yılında galaksilerdeki en parlak yıldızları bu amaçla gözlemlemeye çalıştım." diyor Dressler. "Parlaklıktaki değişimleri 1980'lerde ölçebildiğimizden çok daha iyi bir şekilde ölçebiliyorduk."
"Dev Macellan Teleskobu üzerinde kızılötesi bir kameramız var ve olağanüstü fotoğraflar çekiyor. Bu, mesafelerin artık en fazla %10 hata payı ile ölçülebildiği anlamına geliyor, bu da Büyük Çekici'nin mi yoksa daha uzaktaki bir şeyin mi bu çekimden sorumlu olduğunu daha iyi anlamamızı sağlıyor.
Dressler'ın düşüncesi, gizli bir galaksi kümesinin bu çekimden sorumu olduğu yönünde. Ohio Eyalet Üniversitesinden astrofizikçi Paul Sutter da space.com'da galaksimiz de dahil civar galaksilerin, Yerel Grup'un içine doğru çekildiğini yazdı. Yani, aynı şekilde Başak Süperkümesi'ndeki cisimler de kendi merkezlerine doğru çekiliyor. Benzer bir şekilde Laniakea Süperkümesi de Norma Kümesi'nin bulunduğu, kendi merkezine doğru çekiliyor. Dahası, 2016 yılında, Avustralyalı astronomlar 250 milyon ışıkyılı ötede, her şeyin kaynağı olabilecek yüzlerce galaksi keşfettiler.
Ancak daha yapılması gereken çok iş var. Dressler "Ben şu anda galaksimizin her iki tarafındaki galaksileri mesafeleri ve hızları açısından inceliyorum, galaksinin tozu arkasında kalan galaksileri farklı şekillerde inceleyenler de var." diyor.
Ancak Büyük Çekici ile ilgili (görebildiğimiz kadarıyla) sadece merkezden uzak olan Erboğa Kümesi ve merkeze yakın olan Cetvel Kümesi var. Birçok süperküme epeyce çok sayıda galaksi içeren kümeler barındırıyorlar, ancak Büyük Çekici bu açıdan farklı duruyor.
Büyük olasılıkla ortada bir kütle çekimi durumu söz konusu, Büyük Çekici'de yeteri kadar çekim kuvveti oluşturabilecek galaksiler mevcut. "Birçok süperkümede olduğu gibi dev galaksi kümeleri olmaması, insanların Büyük Çekici'nin sorumlu olduğu konusunda şüphe etmelerine neden oldu. Ancak ben ölçümlerimi yaparak Büyük Çekici'nin CMB'ye kıyasla hareket etmediğini ortaya koyuyorum. Bu da Büyük Çekici'nin Samanyolu ve komşularının maruz kaldığı kütle çekimi kaynağı olduğunu gösteriyor.
Peki tüm bunlar neden önemli? Tüm bu çalışmaların bilimsel değeri bir tarafa, bu büyük çekimi ne sağlıyorsa, bir gün ona ulaşma ihtimalimiz var ve belki bu durumda bizi tamamen yok edebilir. Bu milyarlarca yıl öncesinden endişelenilecek bir durum değil ancak yine de dikkat çekici. En nihayetinde çekim yok edici bir faktör olabilir.