Evreninin çözülemeyen en gizemli 10 sırrı

Hala evreninin gizemleri hakkında durmadan çalışıyoruz. Yeni bir şeyler bulundukça daha da işin içinden çıkılamaz hale geliyor. Evrenimiz tuhaf olaylarla dolu ve bazılarının nedenlerini bilmiyoruz. En ilgi çekici olanları bu “Evreninin çözülemeyen en gizemli 10 sırrı” sayfamızda sıraladık. Evrenin çoğu neden kayıp? İmkansız olması gereken yıldızlar nereden çıktı? Miranda Uranüs gezegeninin uydusu mu? Yetim gezegenler nasıl oldu? Karanlık madde nerede? Dikdörtgen galaksiler nasıl mümkün? Galaktik balonlar nasıl oluştu? Yüksek enerjili kozmik ışınları nereden geliyor? Güneşin dışı neden bazen içinden sıcak? 

Evreninin çözülemeyen en gizemli 10 sırrı

Astronomi binlerce yıldır gökyüzündeki soruları yanıtlamaya ve evrenin bilmecelerini çözmeye çalışıyor. Ama çözülen her gizemin ardından yenileri ortaya çıkıyor. Günümüzde gökbilimciler evrenimizin işleyişini oldukça iyi anladıklarını düşünüyor. Yıldızların yaşam döngüsü, galaksilerin evrimi gibi süreçler hakkında bir asır öncesinden çok daha fazla bilgi sahibi olduğumuz doğru. Ama hâlâ yanıtlanmamış bir sürü soru var ve yenileri ortaya çıkmaya devam ediyor.

Bu evrenin gizemlerinden bazıları, evrenin kabul görmüş kurallarını çiğniyormuş gibi görünüyor. Ama gerçekten öyle olup olmadıklarını gizem çözülene dek bilemiyoruz. Çözüme ulaşmak biraz zaman alsa da çoğu zaman bunu başarabiliyoruz. Mesela SDSS J102915+172927 adlı “olmaması gereken yıldız” veya LEDA 074886 adlı dikdörtgen galaksi keşfedilince bilim insanları güçlerini birleştirerek çeşitli gözlem teknikleriyle bu gökcisimleri hakkında daha fazla şey öğrenmeye ve neden geleneksel kalıplara uymadıklarını anlamaya çalıştılar.

Bazı gizemlerse daha fazla sabır gerektiriyor. Mesela Uranüs’ün uydusu Miranda’nın yeni fotoğrafları çekilse onun çalkantılı geçmişi hakkında daha fazla bilgi edinebiliriz ama ne yazık ki yakın zamanda Uranüs’e sonda gönderilmeyecek.

Güneş’in koronasının gizemlerini çözmek için de yeni tekniklerin ve yeni uzay araçlarının geliştirilmesini beklemek zorundayız. Tüm kozmosa nüfuz eden “karanlık madde” ise hâlâ sinir bozucu bir şekilde anlaşılmazlığını sürdürüyor.

Belki de en heyecan verici gizemler, evrenin genişlemesini hızlandıran karanlık enerji gibi beklenmedik şekilde ortaya çıkanlar. Otuz yıl önce gökbilimcilerin böyle bir bilmeceden bile haberi yoktu, oysa şimdi karanlık enerji bu alandaki en hararetli tartışma konularından biri. Bu gibi keşifler sadece uzayı değil, uzaydaki yerimizi de daha iyi anlamamızı sağlıyor.

1. Evrenin çoğu kayıp

Gökbilimciler, evren hakkında bildiğimizi sandığımız pek çok şeyin temelini çürüten bir gizemle yüzleşiyorlar. Bir zamanlar evrene iki maddenin hâkim olduğunu düşünüyorduk: “baryonik madde” denilen normal madde (ışık ve diğer ışınım biçimleriyle etkileşime giren madde) ve ışığa karşı saydam olan, varlığını yalnızca kütle çekimi yoluyla hissettiren görünmez “karanlık madde“.

Ancak 1990’ların sonlarında kozmologlar beklenmedik bir şey keşfettiler. Evrenin içindeki maddelerin çekim kuvveti yüzünden evrenin genişlemesinin yavaşlaması gerekiyordu, oysa genişleme hızlanıyordu. Bunun kanıtı, Dünya’dan milyarlarca ışık yılı uzaktaki galaksilerdeki süpernova patlamalarından geliyor. Önceki kozmik genişleme modellerine bakılırsa, bu patlamalar beklenenden daha sönük.

Bunun sorumlusuna “karanlık enerji” deniyor ve evrenin %70’ini karanlık enerjinin oluşturduğu sanılıyor. Karanlık enerjinin tam olarak ne olduğunu bilmiyoruz ama keşfin belki de en ilgi çekici ve hatta endişe verici yönü, karanlık enerjinin artıyor gibi görünmesi. 7,5 milyar yıl öncesine kadar genişleme yavaşlıyordu. Sonra karanlık enerjinin kuvveti kütçe çekimini yendi ve genişleme yeniden başladı.

Bazı bilim insanları, karanlık enerji büyümeye devam ederse milyarlarca yıl sonra çok güçlü hale geleceğini ve galaksileri, yıldızları ve hatta madde parçacıklarını bile parçalayacağını öne sürüyor. Bu durumda evrenimiz “Büyük Yırtılma” ile sona erebilir.

2. İmkansız yıldızlar

2011 yılında Avrupa Güney Gözlemevi’ndeki bilim insanları garip bir yıldız keşfetti: Dünya’dan 4.500 ışık yılı uzakta, Aslan takımyıldızında bulunan SDSS J102915+172927. Caffau Yıldızı adını alan bu yıldızın kütlesi Güneş’in kütlesinin yaklaşık beşte dördü. Kütlesinin neredeyse tamamı, evrendeki en hafif iki element olan hidrojen ve helyumdan ibaret. Bu iki element, yıldızın bileşiminin %99,99993’ünü oluşturuyor. Daha ağır elementler (metaller) neredeyse hiç yok.

Böylesine saf ve hafif bir yıldız, 13 milyar yıldan daha uzun zaman önce, Big bang yani Büyük Patlama’dan kalan ham kozmik maddelerden oluşmuş olmalı. Sorun şu ki, kabul edilen yıldız oluşum modellerine göre bu yıldız hiç oluşmamış olmalıydı.

Önyıldız bulutlarının çöküp yıldız oluşturmaya yetecek kadar kütleçekimi yaratmaları için ya Caffau Yıldızı’ndan daha fazla metal içermeleri ya da kütlelerinin ondan daha büyük olması gerekiyor. Yani bunun gibi küçük, düşük yoğunluklu yıldızların var olmaması gerekiyor.

3. Miranda’nın sırrı

1986’da Uranüs gezegeni yanından geçen Voyager 2, gezegenin uydusu Miranda’nın fotoğraflarını çekti. Bu küçük uydudaki yüzey özelliklerinin çeşitliliğine bakılırsa Miranda, küçük gökcisimlerinin jeolojik aktivite göstermemesi kuralını çiğniyor. Belki de eski bir gezegen çarpışmasıyla parçalanıp yeniden birleşmiş gibi görüne uyduya gökbilimciler “Frankenstein uydusu” lakabını taktı.

Ancak bu teoride bir sorun var. Miranda Uranüs’ün o kadar yakınında dönüyor ki tamamen parçalanmış olsaydı bir daha bir araya gelemezdi. O yüzden bazı bilim insanları Miranda’nın muazzam gelgitlerle çekilerek şekil aldığını düşünüyor.

Miranda’nın görünümü çalkantılı bir geçmişin kanıtı, ama gerçekten parçalanıp yeniden birleşti mi?

Ürkütücü gözüktüğü için Miranda’ya Frankenstein uydusu deniliyor.

4. Dikdörtgen galaksiler

Yörünge mekaniği yasalarına göre yıldızlar, kütle çekiminin etkisiyle her zaman eliptik yörüngeler çizer. Bu nedenle büyük gruplar halinde bir araya gelince ya yassı disk benzeri spiraller ya da top şeklinde eliptikler oluştururlar. Galaksilerin dikdörtgen gibi keskin köşelere sahip olması imkânsız olmalı ama yine de gökbilimciler böyle birkaç dikdörtgen galaksi buldu.

Örneğin, Eridanus takımyıldızındaki LEDA 074886, yakındaki bir galaksi kümesine gömülü küçük, dikdörtgen şeklinde bir galaksi. Asıl soru, bu şeklin uzun ömürlü bir yapı mı yoksa geçici bir tesadüf mü olduğu. Onu dev Japon Subaru teleskobuyla inceleyen gökbilimciler, ikinci seçeneğin daha olası olduğunu, iki galaksi arasındaki çarpışma ve birleşmenin yıldızları saçarak şu anki kutuya benzeyen dizilimi oluşturmuş ve yeni merkezde bir yıldız oluşumu dalgasını tetiklemiş olabileceğini düşünüyor.

5.Yetim gezegen

Standart tanıma göre gezegen, yıldız doğumundan geriye kalan enkazdan oluşan, bir yıldızın yörüngesinde dönen, kayda değer kütleye sahip bir gökcismidir. Öyleyse nasıl oluyor da bazı gezegenler yıldızlardan uzakta, uzayda yalnız başına dolaşıyor?

Gökbilimciler böyle birkaç gezegen keşfetti. En yakın ve en ilgi çekici olanın katalog adı CFBDSIR J214947.2 040308.9.

İlk kez 2012’de görülen bu yetim gezegen yaklaşık 100 ışık yılı uzakta, hareketli AB Doradus grubunda (genç yıldızlardan oluşan bir küme) bulunuyor. Yaklaşık 400 derece yüzey sıcaklığıyla muhtemelen Jüpiter’den çok daha ağır bir gaz devi. Ya oluşumundaki olaylardan dolayı ya da belki yerçekimsel büzülmenin yönlendirdiği kendi iç enerji kaynağı sayesinde hâlâ sıcak. Hiçbir yıldızın ışığını yansılamayacak kadar yıldızlardan uzak. Onu, yüzeyindeki kızılötesi ışıma sayesinde tespit edebildik.

Gökbilimciler, tüm yetim gezegenler gibi onun da nasıl oluştuğundan emin değil. Belki yaşamına bir yıldızın yörüngesinde başlamış, sonra başka bir yıldıza fazla yaklaşıp uzaklara fırlatılmış olabilir. Veya çevresindeki yıldız kümesiyle aynı bulutsudan oluşmuşsa gezegen değil de “kahverengi altı cüce yıldız” olabilir.

6. Karanlık madde arayışı

1930’lı yıllardan beri gökbilimciler, evrende görebildiğimiz maddeden çok daha fazlası olduğunun farkındaydı. Normal (baryonik) madde, ışıkla ve diğer elektromanyetik radyasyon biçimleriyle etkileşime giriyor. Yıldızlar görünür ışık yayıyor, sıcak gazlar X ışınları yayıyor ve hatta evrendeki en soğuk madde bile radyo dalgaları ve kızılötesi ışık yayıyor. Bu madde türünden oluşan bulutlar ayrıca içlerinden geçen radyasyonu da emiyor.

Ancak ışığı tamamen görmezden gelen bir madde sınıfı daha var. “Karanlık madde” denilen bu madde, tüm radyasyon türlerine karşı tamamen saydam. Yalnızca etrafındaki görünür nesneler üzerindeki kütle çekimsel etkisiyle (örn. galaksilerdeki yıldızların ve galaksi kümeleri içindeki galaksilerin yörüngelerini etkileyerek) kendini ele veriyor.

Daha yakın zamanlarda gökbilimciler, karanlık madden dağılımını “kütle çekimsel merceklenme” (büyük madde konsantrasyonlarının, yakınlarından geçen ışık dalgalarını bükme yöntemi) yoluyla haritalamayı sağlayan teknikler geliştirdiler.

Bulgular, karanlık maddenin görünür maddeden altı kat fazla olduğunu gösteriyor. Peki ama bu maddenin içeriği ne? “Büyük kütleli sıkı halo cisimlerinin” (tespit edilemeyecek kadar karanlık ve sönük biçimlerdeki normal madde, örn. yetim gezegenler ve karadelikler) bu konuyu aydınlatacağı sanılmıştı ama teleskoplarımız geliştikçe bu cisimlerin yeterli miktarlarda mevcut olmadığı anlaşıldı.

Kozmologlar artık karanlık maddenin büyük ölçüde “zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacıklardan” (radyasyonla ve normal maddeyle etkileşime girmeyen ama kayda değer bir kütleye sahip egzotik atom altı parçacıkları) oluştuğunu düşünüyor. Ama bunların tam olarak ne olduğu hâlâ çözülmeyi bekliyor. Karanlık madde hala evrenin sırları içinde yerini koruyor.

7. Güneş’in koronası yüzeyinden daha sıcak olmamalı

Güneş’in görünür yüzeyi, Güneş’in en soğuk bölgelerinden biri. Ortalama sıcaklığı 5 bin 500 derece Celcius. Oysa çekirdeğe doğru inildikçe sıcaklık 15 milyon dereceye kadar çıkıyor.

Güneş’in “korona” denilen ince dış atmosferini yalnızca güneş tutulması sırasında Dünya dan görebiliyoruz. İşte bu koronanın hızla 2 milyon dereceye çıkabilmesi çok şaşırtıcı. Bu büyük sıcaklık artışı, 100 kilometre kalınlığındaki bir “geçiş bölgesinde” gerçekleşiyor ve güneş fizikçileri hâlâ bunu neyin tetiklediğini bilmiyor.

Üzerinde en çok durulan şeylerden biri yüzeyde dalgalanan ses dalgalarının neden olduğu şoklar, diğeri de Güneş’in manyetik alanındaki değişikliklerin ortaya çıkardığı “nano dalga” denilen enerji patlamaları.

NASA’nın Solar Dynamics Gözlemevi’ndeki görüntüleme teknolojileri bu iki olguyu da ayrıntılı biçimde haritalandırmaya yardımcı oluyor. Bu sayede yakında bu muammayı çözebilir. Ayrıca 2018’de fırlatılan Parker Güneş Sondası da koronayı incelemeye çalışacak.

8. Öngörülemeyen pulsarlar

Pulsarların evrendeki en güvenilir zaman tutucular olduğu varsayılır. Bu çökmüş nötron yıldızları (uzun zaman önce süpernovaya dönüşen büyük kütleli yıldızların yoğun çekirdekleri) yoğun radyasyon ışınlarını güçlü manyetik alanları boyunca uzaya yönlendiriyor. Böylece, Dünya’dan bakılınca her saniyede defalarca yanıp sönüyormuş gibi görünen bir “kozmik deniz feneri” yaratıyorlar.

Pulsarların çoğu ya X ışınları ya da radyo dalgaları (veya ikisini birden) yayıyor, ancak 2013’ün başlarında PSR B0943+10 adında, benzersiz bir pulsar keşfedildi. Bu pulsar, dönüşümlü olarak radyo ve X ışını dalga boylarında ışın yayıyor ve saniyeler içinde bir türden ötekine geçebiliyor.

Bu davranış, nötron yıldızının yüzeyindeki “yıldız depremleri” ile bağlantılı olabilir. Gökbilimcilere göre yıldız depremi, pulsarın periyodu hız değiştirirken böyle değişimlere yol açabilir. Ama belki de daha tuhaf ve bilinmedik bir şey oluyordur.

9. Galaktik balonlar

50 bin ışık yılı Samanyolu’nun üstünde ve altında uzanan aşırı sıcak iki gaz baloncuğu var. 2010 yılında Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu’yla bulunan “Fermi baloncukları”, evrenin bizim civarımızdaki en büyük yapıları arasında.

Peki ama nasıl oluştular? Baloncukların dış kenarları keskin ve içleri boş. Bunlara bakılırsa, milyonlarca yıl önceki tek bir olaydan doğmuş ve genişliyor olabilirler. Bir teoriye göre, galaksimizin merkezinde büyük bir yıldız oluşumu patlamasının ardından gelen süpernova dalgasının oluşturduğu şok dalgalarının kalıntıları olabilirler. Başka bir teori ise galaksimizin merkezindeki normalde uykuda olan süper kütleli karadeliğin aktivitesi sırasında püskürtülmüş olmaları.

10. Kozmik ışınların kökeni

Kozmik ışınlar, uzaydan gelen yüksek hızlı ve yüksek enerjili parçacıklar. Onları genellikle Dünya’nın üst atmosferine girdiklerinde ürettikleri daha düşük enerjili parçacıklar aracılığıyla tespit ediyoruz.

Gökbilimciler kozmik ışınları, hızlarına ve enerjilerine bağlı olarak onları birkaç sınıfa ayırıyor ve çoğu uzak süpernovalardan geliyor. Bununla birlikte, belki de en gizemli olanları ultra yüksek enerjili ışınlar: yani saatte 100 kilometre hızla giden bir beyzbol topuyla aynı miktarda enerji taşıyabilen minik atom altı parçacıklar.

Ultra yüksek enerjili parçacıkların en olası kaynağının, yıldız ölümlerine veya karadelik birleşmelerine bağlı muazzam enerji patlamaları olan gama ışını patlamaları (GIP) olduğu düşünülüyordu. Ancak Antarktika’nın altına gömülü IceCube Neutrino Gözlemevi’ni kullanan çalışmalarda bu kökenle bağlantılı olduğu tahmin edilen nötrino parçacıkları bulunamadı.

Peki, en yüksek enerjili ışınların kaynağı GIP’lar değilse ne? Gökbilimciler, bu ışınların uzak galaksilerdeki süper kütleli karadeliklerin etrafındaki doğal parçacık hızlandırıcıları tarafından oluşturulduğu fikrini değerlendiriyor.

Yüksek enerjili kozmik ışınları patlayan yıldızlar ve çarpışan karadelikler oluşturmuyorsa gökbilimcilerin çok daha güçlü bir şey bulması lazım.

Ayrıca bakınız

• Evreninin sırlarını yeni nesil uzay teleskobu JWST cevaplayabilecek mi?
• Evrenin ilk molekülü bulundu
• Evrenin soğuması beklenirken Evrenin ısınması giderek artıyor