1937 yılında astronom Harlow Shapley, Dünya'dan yaklaşık 300.000 ışık yılı uzaklıkta bizim galaksimiz Samanyolu'nun etrafında dönmekte olan bir kozmik oluşum keşfediyor. Bu olağanüstü küçük minyatür bir galaksiye benzemektedir.  Çok daha ilginç olan şey ise onun bizim galaksimiz Samanyolu'nun etrafında dönüyor olmasıdır. Yani Samanyolu Galaksisi'nin bir galaksi uydusu vardır.

Bir galaksi çevresinde dönen bir başka galaksi, son derece garip bir durum olarak karşılanır. Ama şimdilerde Samanyolu Galaksisi'nin çevresinde dönen en az 14 uydu galaksi olduğunu biliyoruz.

Bizler evrendeki galaksiler söz konusu olduğunda, genellikle bizim içinde bulunduğumuz Samanyolu'nu ve ona benzer galaksileri zihnimizde görselleştiririz. Bunlar yüz milyarlarca yıldız barındıran ve 100.000 ışık yılından daha geniş galaktik oluşumlardır.  Şaşırtıcıolan şey ise bu büyüklükteki galaksilerin, evrende bulunan tüm galaksilerin yalnızca %1'ini oluşturuyor olmasıdır.  

Cüce Galaksiler

Buna karşın evren'de bulunan galaksilerin çoğu alan olarak çok küçük, düşük kütleli ve çok az sayıda yıldız barındıran yapılardır.  Bunlar, içlerinde çok az yıldız barındırdıkları için çok sönük olduklarından bunların tespit edilmeleri de aşırı zordur. Bilinen bu minik galaksiler içinde " Ursa Major III/UNIONS 1" açık ara en küçük olandır ve içinde yalnızca 16 yıldız barındırmaktadır.

Bu küçük ölçekli uydu galaksiler, "cüce galaksi" olarak da adlandırılıyorlar.

2007 yılında keşfedilen bi cüce galaksi olan Segue-1, Dünya'dan yaklaşık 75.000 ışık yılı uzaklıkta ve bizim Galaksimiz Samanyolu'ndan bir milyar kat daha az parlaktı. Ancak  2009 yılında yapılan bir çalışma, Segue-1'in karanlık madde ağırlıklı bir galaksi olduğunu gösteren güçlü kanıtlar ortaya koydu.

Son dönemlerde Segue-1 benzeri başka galaksiler de keşfedildi. Bunların bazıları içinde yalnızca 1000 dolayında yıldız bulunuyordu. Bunlar Güneş'ten sadece birkaç yüz kat daha parlaktılar ama içlerinde yüz binlerce Güneş kütlesine eşit karanlık madde barındırıyorlardı.

Bu çok önemli bir keşifti.

Gökbilimciler bu cüce galaksileri inceleyerek galaksi oluşumunun geçmişini ortaya çıkarmaya çalışıyorlar. Ancak bu keşiflerin çok daha önemli yanı ise çok yoğun karanlık maddeyi barındırıyor olmalarıydı.

Karanlık madde gizemi

Peki, karanlık madde nedir ve neden çok önemli?

Bizim bir evren hikayemiz var. Bilim insanlarınagöre bu hikayede en önemli sorun, evrenin oluşumu için gerekli görünür madde miktarının yeterli olmamasıdır.    

Galaksiler içinde yıldızları ve diğer gök cisimlerini bir arada tutan şey kütlesel çekimdir.  Yapılan hesaplara göre mevcut görünür kütle miktarı, gerekli çekim gücünü sağlamada yetersiz kalıyor. Yine yapılan hesaplara göre günümüz evrenin oluşabilmesi için görünür maddenin toplamından 5 kat daha fazla kütle gerekli.

Bu olması gereken ama göremediğimiz hayalet maddeye "karanlık madde" deniyor. 

Ona karanlık madde denilmesinin nedeni onu göremiyor olmamız. Çünkü bu madde ışığa tepki vermiyor. Ayrıca normal görünür madde ile kütlesel çekim dışında bir etkileşim içine girmiyor. Bu hayalet maddeyi anlamak için dolaylı gözlemler yapmak gerekiyor.

Karanlık maddeyi göremesek de onun kütlesel çekim kuvvetinin galaksiler ve yıldızlar üzerindeki etkisini görebiliyoruz. Kütleçekim etkisi,  galaksilerin ve yıldızların uzaydaki hareketlerini ve rotasını belirliyor. Bunları izleyerek görünür olmayan ancak bu rotayı belirleyen maddenin varlığını anlayabiliyoruz.

Bu doğrultuda yapılan çalışmalarda karanlık maddenin varlığına dönük güçlü kanıtlar elde edilldi. Bunlardan biri "lens etkisi" olarak bilinen ışığın eğrilmesidir. Çok uzak galaksi kümeleri arasında ışığın kütlesel çekim etkisiyle eğrildiği görüldü. Bu etki görünmeyen bir maddenin varlığını işaret ederken biliminsanları onu karanlık maddenin varlığının çok güçlü bir kanıtı olarak değerlendiriyorlar.

Karanlık madde evren hikayemiz açısından çok önemli; bu madde olmasaydı galaksi içindeki gök cisimlerini bir arada tutan kütlesel çekim yeterli olamaz, dolayısıyla galaksiler dağılır ve yıldızlar uzayın derinliklerine saçılırlardı. Evrende karanlık maddenin olmaması tüm evren kurgusunun çökmesi anlamına geliyor.  

Bilim insanları karanlık maddenin evrenin temel maddesi olduğu ve uzayın dokusunu şekillendirdiği görüşündeler. Onlara göre Büyük Patlama sonrası oluşan şişme evresinde, karanlık madde uzayarak evreni bir örümcek ağı gibi sarmış ve galaksiler de uzaydaki görünmez karanlık madde bağlarının bağlantı noktaları üzerinde konumlanmış. Cüce galaksiler ise bu ağ içinde genellikle daha büyük galaksilerin yoldaşları olarak bulunurlar.

Biliyoruz ki evren hızla genişliyor ve galaksiler birbirinden hızla uzaklaşıyor. Bunun sorumlusu olarak evrenin yaklaşık %70 ini kapsadığı öngörülen "karanlık enerji" gösteriliyorsa da belki de temel sorun "karanlık madde"nin miktarrının hesaplanan oranda olmamasıdır. 

Bilim insanları, bu yıkıcı karanlık güçlerin gizemini çözebilecek ipuçlarını evrende en yaygın galaksi türü olan cüce galaksilerde arıyorlar.

Onların, karanlık madde ile galaksi oluşumu konusunda bize anlatacakları çok şey olmalı!

Kaynakça

https://esahubble.org/wordbank/dwarf-galaxy/ 
https://www.sci.news/astronomy/science-segue1-first-galaxies-universe01842.html 
https://www.jpl.nasa.gov › missions › galaxy-evolution-...