Rutgers teorik astrofizikçi Charles Keeton, meslektaşı tarafından paylaşılan alışılmadık bir resim ilk gördüğünde merak edildi.
“Hiç ortada bir görüntü bulunan bir Einstein haçı gördün mü?” Meslektaşı Andrew Baker, nadiren görülen kozmik bir konfigürasyona atıfta bulunarak sordu.
Keeton yapmadı. Çıkarımlar çok büyüktü.
Rutgers Üniversitesi -Yeni Brunswick’te deneyimsel öğrenme provoke yardımcısı Keeton, “Dedim, bu olması gerekmiyor,” dedi. “Işığı büken kütle ile olağandışı bir şey olmadığı sürece merkezde beşinci bir görüntü alamazsınız.”
“Einstein Cross”, uzak bir galaksiden gelen ışığın önündeki galaksilerin yerçekimi tarafından büküldüğü nadiren görülen kozmik bir konfigürasyondur. Ancak bu Einstein Cross’taki ekstra görüntü, büyük, gizli bir karanlık maddenin halkı olduğu ortaya çıkan “alışılmadık bir şey” i işaret etti. Bu görünmez yapının varlığı ancak dikkatli bilgisayar modelleme ve analiziyle çıkarılabilir.
Keeton, Baker ve Rutgers lisansüstü öğrencisi Lana Eid’i içeren uluslararası bir ekip tarafından yapılan keşif şu anda yayınlandı Astrofizik Dergisi.
Karanlık madde evrendeki konunun çoğunu oluşturur, ancak doğrudan görülemez. Sanat ve Bilimler Okulu Fizik ve Astronomi Bölümü’nün seçkin bir profesörü olan Baker, “Sadece orada olduğunu biliyoruz, çünkü orada görebileceğimiz şeyleri nasıl etkilediğinden,” Sanat ve Astronomi Bölümü’nün seçkin bir profesörü olan Baker ve çalışmanın ortak yazarı Baker. “Bu keşif bize bu görünmez yapıyı ayrıntılı olarak incelemek için nadir bir şans veriyor.”
Bu keşfe doğru ilk adım Fransa’da atıldı.
Fransız gökbilimci, Fransız Ulusal Bilimsel Araştırmalar Merkezi araştırma direktörü ve çalışmanın baş yazarı, Fransız Alpler’deki radyo teleskoplarından (Noema) verilerde anomaliyi gören Fransız gökbilimci Pierre Cox, “‘Biz,’ ne? ‘Dedi.
Cox, “Bir haç gibi görünüyordu ve merkezde bu görüntü vardı.” Dedi. “Bunu daha önce hiç görmediğimi biliyordum.”
Ekip, Hers-3 adlı uzak, tozlu bir galaksi okuyordu. Şili’deki Noema ve Atacama Büyük Millimetre/Subsillimeter Dizisi (ALMA) kullanarak, HER-3’ten gelen ışığın dört görüntü yerine beşe bölündüğünü gördüler. İlk başta, verilerde bir aksaklık olabileceğini düşündüler. Ama beşinci görüntü gitmezdi.
“Ondan kurtulmaya çalıştık,” dedi Cox. “Bunun enstrümanla ilgili bir sorun olduğunu düşündük. Ama bu gerçekti.”
Yerçekimi lensinin Keeton ve Eid tarafından bilgisayar modellemesi, yerçekimi bükülmesine neden olan dört görünür ön plan galaksisinin beş görüntü deseninin ayrıntılarını açıklayamadığını gösterdi. Sadece büyük, görünmez bir kütlenin eklenmesiyle, bu durumda karanlık bir madde halo, model gözlemlerle eşleşebilir.
Fizik ve astronomi bölümünde profesör ve çalışmanın ortak yazarı Keeton, “Her makul konfigürasyonu sadece görünür galaksileri kullanarak denedik ve hiçbiri işe yaramadı” dedi. “Matematiği ve fizik dizisini yapmanın tek yolu karanlık bir madde halo eklemekti. Modellemenin gücü bu. Göremediğinizi ortaya çıkarmaya yardımcı oluyor.”
Olağandışı yapılandırma sadece havalı görünmüyor: Bilim adamları bilimsel olarak değerli olduğunu söyledi. Objektif etkisi, arka plan galaksisini büyütür ve astronomların yapısını normalden daha ayrıntılı olarak incelemelerine izin verir. Ayrıca ön plan galaksilerini çevreleyen karanlık madde hakkında bilgi edinmek için nadir bir şans sunuyor.
“Bu sistem doğal bir laboratuvar gibi,” dedi Cox. “Hem uzak galaksiyi hem de ışığını büken görünmez maddeyi inceleyebiliriz.”
Rutgers lisansüstü öğrencisi olan Eid, doktora derecesini takip ve çalışmanın ortak yazarı, araştırma projesine katılımının başından sonuna kadar heyecan verici olduğunu söyledi.
Eid, “Bu projeye lisansüstü bir öğrenci olarak katılmaktan heyecan duydum, özellikle de modellerimiz geliştikçe daha ilgi çekici büyüyen büyüleyici bir mercek sistemi içeriyordu.” Dedi. “Kıtalar ve zaman dilimleri arasında işbirliği yapmak bana yeni bir keşfi tam olarak anlamak için çeşitli uzmanlık ve araştırma stillerinin değerini öğretti.”
Ekip, galaksiden gaz çıkarma gibi daha fazla özelliğin gelecekteki gözlemlerde görülebileceğini tahmin etti. Bu tahminler doğrulanırsa, modellerinin güçlü bir doğrulaması olacaktır. Değilse, yine de onlara yeni bir şey öğretecekti.
“Bu sahte bir tahmin,” dedi Keeton. “Eğer bakar ve görmezsek, çizim tahtasına geri dönmemiz gerekecek. Bilim böyle çalışır.”
Baker, keşfin hem uluslararası işbirliği hem de ABD Federal Bilim Desteği tarafından eleştirel olarak etkinleştirildiğini söyledi. “Şili’deki Alma ve New Mexico’daki çok büyük dizi (VLA) Ulusal Bilim Vakfı tarafından destekleniyor ve Hubble Uzay Teleskopu NASA tarafından destekleniyor; hepsi bu çalışmada hayati rol oynadı” dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Bu tür keşifleri geleceğe iyi sağlamaya devam edeceklerini umuyoruz.”
