Evren hayal edemeyeceğimiz kadar büyük ve sırlarla dolu bir yerdir. Bu nedenle yüzyıllardır pek çok gözlem yapılmasına karşın, her zaman yeni bulgulara rastlamak mümkündür. 2014 Temmuz'unda Chandra X-ışın gözlemevi ile yapılan gözlemlerle, böyle bir yeni bulgu kayıtlara geçti. Bunun ülkemiz açısından önemi, bu buluşu Harvard-Simithsonian Astrofizik Enstitüsü'nde doktora sonrası çalışmalarını yürüten Dr. Esra BÜLBÜL tarafından gerçekleştirilmesiydi.
X-MM Newton ve Chandra X-ışın Gözlemevleri
Chandra X-ışın Gözlemevi, Hubble ve Spitzer Uzay Teleskopları ve artık yörüngede olmayan Compton Gama Işını Gözlemevi ile birlikte NASA'nın "Büyük Gözlemevleri" çalışmasının bir parçasıdır. Chandra, dünyanın dört bir yanından bilim insanlarının evrenin yapısını ve evrimini anlamak için egzotik ortamların X-ışını görüntülerini elde etmesini sağlayan bir uydu teleskoptur. 1999 yılında gönderilen Chandra X-ışını Gözlemevi'nin çalışmaları çeşitli birimlerce birlikte yürütülmektedir. Chandra patlayan yıldızlar, karadelikler etrafındaki madde, gökada kümeleri gibi, evrenin çok sıcak bölgelerinden gelen X-ışın salmalarını belirlemek üzere tasarlanmıştır. X-ışınları Dünya'nın atmosferi tarafından soğurulduğundan, Chandra atmosferin çok üzerinde, 139.000 km yükseklikte bir yörüngededir.
X-MM Newton X-ışın Teleskobu Avrupa Uzay Ajansı tarafından 1999'da yörüngeye oturtulmuştur ve amacı Chandra ile benzerdir. Güneş Sistemi cisimlerinden gelen X-ışınlarını belirlemek, yıldız oluşum bölgelerinin ayrıntılı incelemeleri, gökadaların oluşumu ve gelişimi araştırmaları, çok büyük karadeliklerin bulunduğu ortamlar ve karanlık maddenin haritalanması gibi pek çok konuda çalışmalar yapılmaktadır.
Dr. Esra Bülbül'ün Bulgusu
Dr. Esra Bülbül, X-MM Newton uydusu ile elde edilen 73 gökada kümesine ait gözlemler üzerinde çalışırken, X-ışın tayfında tanımlanamayan bir salma çizgisi belirledi. Oldukça zayıf ama ayırdedilebilen bu salma çizgisinin, ölçümlerden ya da ölçüm aletlerinden kaynaklanan bir hata ile mi ortaya çıktığı yoksa gerçekten var olan bir salma mı olduğunu onaylayabilmek için, Chandra X-ışın Gözlemevi taarfından elde edilmiş benzer tayflara bakması gerekti. Bu gözlemlerde de aynı salmayı belirleyince, bulgunun gerçek olduğundan emin oldu.
Dr. Esra Bülbül'ün yaptığı bu çalışma bireysel değildir ve dahil olduğu bir grup tarafından yapılmaktadır. Çalışma grubundaki her araştırmacı, kendisine düşen indirgeme, inceleme ve hesaplama kısımları üzerinde çalışarak gruba katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada, Dr. Esra Bülbül de kendi üzerine düşen çalışmayı yaparken bu bulguya rastlamıştır. Dr. Esra Bülbül Chandra Gözlemevi'nin elde ettiği, 250 milyon ışık yılı uzaklıktaki Perseus Gökada Kümesi'ne ait gözlemleri kullanmıştır. Bu küme, evrende bilinen en büyük kütleli cisimdir. Büyüklüğünü algılayabilmek için bunu, her bir atomu bir gökada olan çok büyük bir gaz bulutu gibi hayal edebiliriz. Bu gökada kümesi, aşırı ısıtılmış bir plazma atmosferi içine gömülüdür.
Bu atmosferde bol miktarda Demir, Silikon ve Kükürt iyonu bulunmaktadır. Bu iyonların her biri, gözlenen X-ışın tayfında birer çıkıntı ya da çizgi oluşturmaktadır ve böylece bu iyonlar gözlemlerle ayırdedilebilmektedir. 2012 yılında Dr. Esra Bülbül 17 günlük Chandra verisini üstüste eklediğinde, tayfta çizgi olması beklenmeyen bir yerde bir çizgi olduğunu belirlemiştir.
Bu çizginin kaynağının ne olabileceği ve nasıl oluştuğu konusunda, bulunduğunda herhangi bir düşünce yoktu. Bilinen fiziksel hiç bir gözlemle uyuşmayan bu gözlem sonucu, gökbilimcileri oldukça uğraştıran ve henüz elle tutulur bir gözlemsel kanıtı bulunamamış olan karanlık madde ile ilgili olabilir düşüncesi ile bu konuda yapılan kuramsal çalışmalar incelendi. Bu X-ışınlarını oluşturabilecek bir olasılık, karanlık madde için önerilen bir tür parçacık olan steril nötrinolar olabilir.
Bilim insanları karanlık maddenin, evrenin % 85'ini oluşturduğunu düşünmektedirler. Ancak bu maddenin bir farkı vardır. Gezegenleri, yıldızları ve gökadalarda gözlenen bilinen elementlerin yapıtaşları olan elektron, nötron ve protonlar gibi normal maddenin yaptığı gibi ışığı salıp soğurmamaktadır. Bu nedenle, karanlık maddenin belirlenmesi için doğrudan gözlemler yapmak olanak dışıdır ve dolaylı yollardan varlığı belirlenmek zorundadır.
Dr. Esra Bülbül, bu bulguyu karanlık maddenin bir kanıtı olarak ele almanın çok ileri bir görüş olduğunu, ancak gerçekten sonucun bu olduğu kanıtlanırsa, bu durumda çok önemli bir bulgu olacağını belirtmektedir. Bu nedenle bu olasılık üzerine çalışmalarını sürdürmektedir. Dr. Esra Bülbül ve çalışma arkadaşları, çıplak gözle de görebildiğimiz Andromeda Gökadası ve 74 gökada kümesinde gözlenen bu X-ışın salmasının 'steril nötrino'nun bozunması sonucu ortaya çıktığını düşünmektedir.
Nötrinolar
Steril nötrinonun ne olduğunu anlatmadan önce nötrinonun ne olduğunu kısaca açıklayalım. Nötrino, elektriksel olarak nötr olan, zayıf etkileşime sahip atomaltı parçacıklardan biridir. Adı, İtalyancada "küçük nötr parçacık" anlamına gelen sözcükten türemiştir. Gözlemlere göre nötrinolar çok küçük bir kütleye sahiptir. Herhangi bir elektrik yükü taşımayan nötrinolar, bu nedenle manyetik alandan etkilenmezler, yalnızca atomaltı zayıf güçlerden etkilenirler. Nötrinolar çeşitli yollarla üretilirler. Radyokaktif bozulmalar, Güneş'te enerji üretimini sağlayan çekirdek tepkimeleri ve kozmik ışınların atomlara çarpması sonucu nötrinolar ortaya çıkar. Yüksüz oldukları için, Güneş'te üretilen nötrinoların çoğu Dünya'dan geçip giderler. Dünya'dan santimetre başına 65 milyon nötrino geçmektedir. Şu anda siz bu yazıyı okurken bile pek çok nötrino vücudunuzdan geçip gitmektedir. Steril nötrinolar ise, var olduğu düşünülen ancak henüz laboratuarlarda ya da herhangi bir olayda gerçekten gözlenememiş, ancak kuramsal olarak olması gerektiği düşünülen bir nötrino türüdür. Normal nötrinodan farkı, steril nötrinonun zayıf etkileşime de girmemesidir. Bu nedenle belirlenmesi aşırı zordur.
Bu yazıda anlattığımız ve yurtdışında çalışan bir Türk araştırmacının bulgusu oldukça önemlidir. Henüz kuramsal olarak ortaya konup kanıtlanmamış bir atomaltı parçacığın kanıtı olabilecek bu bulgu, aynı zamanda Evren'de varolduğu düşünülen ancak henüz gözlenmemiş olan karanlık madde ve enerji için de bir kapı aralamıştır.
