Uluslararası bir gökbilimci ekibi, Perseus kümesiyle çarpışan büyük, uzun süredir kayıp bir nesnenin doğrudan kanıtını ortaya çıkararak uzun süredir devam eden kozmik gizemlerden birini çözdü. Subaru teleskopundan yüksek çözünürlüklü veriler kullanan araştırmacılar, karanlık madde dağılımı yoluyla bu eski birleşmenin kalıntısını başarıyla takip ettiler.
Yerçekimi ile birbirine bağlı binlerce galaksiden oluşan galaksi kümeleri, evrendeki en büyük yapılar arasındadır. Enerjik birleşmelerle büyürler – büyük patlamadan bu yana en güçlü olaylardan bazıları.
Dünyadan yaklaşık 240 milyon ışık yılı bulunan Perseus kümesi, 600 trilyon güneşe (güneş kütleleri olarak adlandırılır) eşdeğer bir kitle sahiptir. Onlarca yıl boyunca, gökbilimciler uzun zamandır istikrarlı, birleşme sonrası bir devlete yerleştiğine inanıyorlardı. Açık birleşme imzaları eksikliği, rahat bir kümenin “ders kitabı örneği” olma itibarını kazandı.
Bununla birlikte, gözlemsel tekniklerdeki ilerlemeler, araştırmacıların yapısına daha derinlemesine bakmasına izin vererek, geçmiş kesintilerin ince ve zorlayıcı kanıtlarını ortaya çıkardı. Bu temel bir gizemi doğurur: Bir çarpışma belirtileri varsa, onunla çarpışan nesne nerede?
Gizemi çözmek için ekip, Subaru teleskopundaki hiper supime-kam’dan arşiv verilerini analiz etti. Yerçekimi lensleme – büyük nesnelerin ışığı arka plan galaksilerinden büktüğü bir fenomen – görünmez karanlık maddeyi haritalamak için güçlü bir araç olarak hizmet etti.
Bu teknik sayesinde, araştırmacılar, küme çekirdeğinin yaklaşık 1,4 milyon ışık yılı batısında bulunan yaklaşık 200 trilyon güneş kütlesinin ağırlığındaki büyük bir karanlık madde yığınını belirlediler. Dikkat çekici bir şekilde, bu yapı Perseus kümesinin çekirdeğine, aralarında geçmiş yerçekimi etkileşiminin doğrudan kanıtını sağlayan zayıf ama istatistiksel olarak anlamlı bir “karanlık madde köprüsü” ile bağlanır.
Ekip tarafından yapılan sayısal simülasyonlar, bu karanlık madde alt yapısının yaklaşık beş milyar yıl önce Perseus kümesiyle çarpıştığını gösteriyor. Bu çarpışmanın kalıntıları hala kümenin günümüz yapısını şekillendiriyor.
“Bu, aradığımız eksik parça,” diyor Dr. James Jee, Doğa Astronomi. “Perseus kümesinde gözlemlenen tüm garip şekiller ve dönen gazlar artık büyük bir birleşme bağlamında mantıklı.”
Çalışmanın ilk yazarı Dr. Hyeonghan Kim, “Hakim fikir birliğine meydan okumak cesaret aldı, ancak simülasyon işbirlikçilerimizden ve Euclid ve Xrism uzay teleskoplarından gelen son gözlemlerin bulgularımızı güçlü bir şekilde destekliyor.”
Jee, “Bu atılım, Subaru teleskopundaki derin görüntüleme verilerinin geliştirdiğimiz gelişmiş yerçekimi lensleme teknikleriyle birleştirerek mümkün oldu – evrenin en büyük yapılarının gizli dinamiklerini ortaya çıkarmak için lens gücünü tahmin ediyor” diyor.
