Egzotik bir karanlık madde türü, galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara deliğin bazı özelliklerini açıklayabilir, ancak birçok kozmolog bu fikre karşı temkinli davranıyor
Süper kütleli kara deliğin Sagittarius A*’nın polarize ışıktaki görüntüsü, Olay Ufku Teleskobu tarafından yakalandı
Galaksimizin merkezinde Yay A* adı verilen süper kütleli bir kara delik bulunuyor; ancak bir grup araştırmacı bunun bir kara delik olmayabileceğini öne sürüyor. Ekip, kendisinin ve onun büyüklüğündeki diğer kara deliklerin aslında karanlık madde yığınları olabileceğini söylüyor.
Karanlık madde, ışıkla ya da normal maddeyle yerçekimsel etkileşim dışında herhangi bir şekilde etkileşime girmediği için bu şekilde adlandırılmıştır, evrendeki toplam maddenin yaklaşık yüzde 85’ini oluşturur, ancak onun hakkında çok az şey biliyoruz. Galaksilerin dönme şekli nedeniyle bildiğimiz şey, çoğu galaksinin maddeden oluşan bir hale içinde gömülü olduğudur. Arjantin’deki La Plata Ulusal Üniversitesi’nden (UNLP) Valentina Crespi, “Galaksilerin eteklerinde olması gerektiğini biliyoruz, ancak tam merkezde ne olduğunu bilmiyoruz” diyor.
Crespi ve meslektaşları, fermiyon adı verilen son derece hafif parçacıklar formundaki karanlık maddeden yapılmış bir galaktik çekirdek modeli oluşturdular. Fermiyonik karanlık maddenin o kadar büyük ve yoğun bir yığın oluşturabildiğini, uzaktan bakıldığında neredeyse tam olarak süper kütleli bir kara deliğe benzeyebileceğini buldular.
Araştırma grubunun bir parçası olan UNLP’den Carlos Argüelles, “Dünya’dan bakıldığında, kara delik senaryosunda gördüklerinize çok benzer bir şey görürsünüz; ancak merkeze doğru bir gemiyle gidersek, hiçbir sorun yaşamadan geçebilirdik” diyor. “Kara delik tarafından yenilerek ölmeyeceksin, huzur içinde yaşayacaksın.”
Elbette galaksinin merkezine gerçekten bir gemi gönderme kabiliyetimiz yok, dolayısıyla ekibin modeli büyük ölçüde yıldızların yörüngelerine ve Yay A*’ya yakın küçük gaz bulutlarına dayanıyor. Bu aynı zamanda tüm galaksinin dönüş ölçümlerinin yanı sıra, Olay Ufku Teleskobu (EHT) tarafından 2022’de yayımlanan Yay A* görüntüsüyle de eşleşiyor. Görüntü, kara deliğin etrafında aşırı ısınmış maddeden oluşan parlak bir halka gösteriyor; bu halka aynı zamanda bir karanlık madde çekirdeğinin kütleçekiminden de kaynaklanıyor olabilir.
Ancak Yay A*’nın karanlık maddeden oluştuğu fikrinin gözlemlerle örtüşmesi onun doğru olduğu anlamına gelmez. New York Üniversitesi’nden Gaston Giribet, “Bunun delillere uyan daha basit bir cevap olduğu gerçeğine dayanarak, ben şahsen galaksimizin merkezindeki gök cisminin büyük olasılıkla bir kara delik olduğuna inanıyorum” diyor. “Ancak… tüm olasılıkların analiz edilmesi gerekiyor ve bu kesinlikle ilginç bir durum.”
EHT projesinin kurucu direktörü Harvard Üniversitesi’nden Shep Doeleman, potansiyel bir sorun olarak, karanlık madde çekirdeğinin, olay ufku olarak bilinen kara deliğin kenarından birkaç ışık saati uzaklıktaki nesnelerin yörüngeleriyle eşleşmesine rağmen, modelin “olay ufkunun hemen eşiğinde” gözlemler için çalışıp çalışmadığının belirsiz olduğunu söylüyor. Özellikle o bölgedeki manyetik alanların sarmal modelinin bir kara delikle uyumlu göründüğünü söylüyor.
Bir diğer sorun ise fermiyonik karanlık maddenin Güneş kütlesinin yaklaşık 10 milyon katından daha büyük bir yığın oluşturamamasıdır. Özette bu olumlu görünebilir: Fermiyonik karanlık madde kümeleri bu kadar büyük bir kütleye ulaşıp daha sonra kara deliklere çökebilir; bu da süper kütleli kara deliklerin nasıl bu kadar büyüdüğüne dair kalıcı gizemi açıklayabilir. Ancak M87* adı verilen çok daha büyük bir süper kütleli kara deliğin EHT görüntüsü, M87* yaklaşık 6,5 milyar güneş kütlesine sahip olmasına rağmen Yay A* ile neredeyse aynı görünüyor ve bu da bu fikrin kabul edilmesini zorlaştırabilir.
Araştırmacılar, karanlık madde çekirdeğinin olma olasılığının kara delikten daha yüksek olmadığını, hatta daha az olası olduğunu kabul ediyorlar. Crespi, “Günümüzde mevcut cihazlarla bunun gerçekten karanlık madde olup olmadığını yüzde 100 ayırt etmek henüz mümkün değil” diyor. Argüelles, bunu yapabilmek için o kadar yüksek çözünürlükte görüntülere ihtiyacımız var ki, yeni nesil EHT’nin bile buna yaklaşamayacağı neredeyse kesin, diyor Argüelles; kesin olarak söyleyebilmemiz için daha uzun olmasa da onlarca yıl geçmesi gerekecek.
Ancak Yay A* karanlık madde ise bu son derece önemli olacaktır. Fermiyonik karanlık madde, daha ağır, daha yavaş hareket eden parçacıkları karanlık madde adayları olarak destekleyen mevcut standart kozmoloji modeli tarafından öngörülmemektedir, dolayısıyla onun nispeten yakın bir çekirdeği sadece kara deliklere değil tüm evrene dair anlayışımızı sarsacaktır.
