Yoldaş yıldızlardan aşırı beslenerek tip Ia süpernovası olarak patlayan yaklaşık 3.000 beyaz cüceden oluşan bir katalog, evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli güç olan karanlık enerjinin zaman içinde değiştiğini gösteriyor.
Karanlık Enerji Araştırması DES verileriyle birlikte elde edilen keşif, 2024’te yayımlanan ve karanlık enerjinin etkisinin zayıfladığını öne süren Karanlık Enerji Spektroskopik Aracı DESI sonuçlarını destekliyor.
Bu durum, ekibin çalışmasının sadece tip Ia süpernovalarının en kapsamlı kataloğunu sunmakla kalmadığını, aynı zamanda evrenin evrimi ve karanlık enerjinin etkisi hakkında şimdiye kadarki en net tabloyu ortaya koyduğunu gösteriyor.
“Üç on yıllık astronomik gözlemi tek, tutarlı bir çerçeveye yeniden inşa ettik” diyen Queensland Üniversitesi’nden ekip üyesi Ryan Camilleri, açıklamada şunları söyledi: “Verilerimizi Büyük Patlama’dan kalan ışık ve galaksilerin uzayda nasıl dağıldığına dair haritalar da dahil olmak üzere diğer kozmik ölçümlerle birleştirdik.”
“Karanlık enerjinin sabit ve değişmez olduğunu varsayan kozmolojinin standart modelini doğrulamak yerine, karanlık enerjinin zamanla değişebileceğine dair daha fazla kanıta ulaştık.”
Patlayan beyaz cüceler karanlık enerji hakkında bize ne anlatıyor?
Beyaz cüceler, Güneş kütlesi civarındaki yıldızların çekirdeklerindeki nükleer füzyon yakıtını tüketmesiyle geride kalan sönük yıldız artıklarının. Bu durum, yıldızı kendi kütle çekimine karşı destekleyen dışa doğru basıncı sona erdirir ve yıldızın çekirdeği çökerken dış katmanları atılır. Çekirdek beyaz cüce haline gelir ve tekil yıldızlar için süreç burada biter. Ancak Güneş benzeri yıldızların yaklaşık %50’sinin ikili bir yoldaşı vardır ve bu durum yeniden aktiviteye ve yıldızın kaderinde değişime yol açabilir.
Beyaz cüce ve yoldaşı birbirine yeterince yakınsa, ölü yıldız yoldaşının dış katmanlarını soyup almaya başlar. Bu malzeme beyaz cüce üzerinde biriktiğinde, yıldız artıkının kütlesi sözde Chandrasekhar sınırını aşar ve süpernova patlaması gerçekleşir.
Bu kozmik patlamalar tip Ia süpernovaları olarak adlandırılır ve ışık verimleri o kadar düzgündür ki bu olaylara standart mum denir. Işıklarının yolculuk sırasında ne kadar kızılöteleştiğinin ölçülmesi sayesinde tip Ia süpernovaları kozmik mesafeleri ölçmek için kullanılabilir.
“Yıllar içinde süpernovaların nasıl davrandığına dair çok daha fazla şey öğrendik, böylece bu gelişmiş anlayışı daha eski verilere uygulayabildik” diyen Camilleri, şöyle devam etti: “Farklı kapasitelere sahip farklı teleskoplardan gelen gözlemleri ilişkilendirmek ve süpernovanın ışığını etkileyebilecek kozmik toz ve galaksi kütlesi gibi konuları hesaba katmak için kapsamlı çalışmalar yapıldı.”
“Ayrıca süpernovanın Dünya’ya ulaşana kadar ışığının büyük cisimlerin çevresinde bükülüp büyütülmesi olan kütleçekimsel merceklenme gibi daha ince etkileri de dahil ettik.”
DESI’den elde edilen 2024 sonuçları ile birleştiğinde bu araştırma, karanlık enerjinin gerçekte ne olduğu hakkındaki fikrimizi değiştirebilir.
“DES’ten 2024’te elde ettiğimiz süpernova verileri ilk olarak karanlık enerjinin zamanla değişebileceğine dair ipuçları gösterdi ve bu yeni derleme de standart modelden bir sapma görüyor, ancak biraz farklı bir yönde” diyen Davis, sözlerini şöyle sürdürdü: “Benzer şekilde DESI, erken evrenden kalan ses dalgalarının izlerini inceleyen araştırmalarında karanlık enerjide değişim ipuçları buldu.”
“Dolayısıyla tamamen bağımsız iki ölçüm de karanlık enerjide zamanla değişim ipuçları buldu ve bu durum karanlık enerjinin değişmediği yönündeki standart modeli zorluyor.”
Davis, karanlık enerjinin ne olduğunu ortaya çıkarmanın yanı sıra bu araştırmanın yerçekimi ve kuantum fiziğinin nasıl bir araya geldiğini açıklamak için de ipucu taşıyabileceğini ekledi. Kuantum fiziği, evrenin alt atomik ölçeklerde nasıl işlediğine dair en iyi kuramımız ve Einstein’ın genel görelilik kuramı yerçekimi hakkındaki en iyi resmimiz iken, bilim insanları şimdiye kadar bunları birleştiremedi. Başka bir deyişle, kuantum yerçekimi kuramı yok.
“Bu iki kuramın her birinin kendi alanında son derece başarılı olduğunu biliyoruz, dolayısıyla bunları bir araya getirmeyi başarırsak bu, teorik fizikte büyük bir adım olur” diye devam etti Davis.
Bu çaba, ekibin zaten kapsamlı olan tip Ia süpernova kataloğuna veri eklendiğinde ivme kazanacak. Bu veriler arasında, DES araştırmasından bile daha fazla yerel süpernova tespit eden Karanlık Enerji Temel Tüm Gökyüzü Süpernova Programı DEBASS’tan gelen gözlemler yer alacak.
Ekip sonuçlarını arXiv deposu sitesinde yayımladı.
