Evreni anlamak, içinde barındırdığı en büyük yapıları kavramadan mümkün olabilir mi? İlke olarak pek olası değil. Pratik açıdan ise kesinlikle hayır. Aşırı büyük nesneler, kozmosa dair anlayışımızı çarpıtabilir.
Gökbilimciler, şimdiye kadar evrende keşfedilen en büyük yapıyı buldu. İnka ölçüm sistemi olan Quipu'dan esinlenerek adlandırılan bu yapı, tam 200 katrilyon Güneş kütlesine sahip.
Gökbilim, son derece büyük sayıların günlük söylemin bir parçası olduğu bir alandır. Ancak gökbilimde bile 200 katrilyon, nadiren karşılaşılan devasa bir sayıdır. Quipu'nun bu akıl almaz kütlesi dikkat çekmezse bile, boyutu kesinlikle çekecektir. Süperyapı olarak adlandırılan bu nesne, 400 megaparsekten daha uzun; yani 1.3 milyar ışık yılından fazla bir mesafeye yayılıyor.
Bu kadar büyük bir yapının çevresini etkilememesi imkansızdır ve bu etkileri anlamak, kozmosu kavramak için hayati önem taşımaktadır. Yeni araştırmalara göre, Quipu ve diğer süperyapıların incelenmesi, galaksilerin nasıl evrildiğini anlamamıza, kozmolojik modellerimizi geliştirmemize ve kozmolojik ölçümlerimizin doğruluğunu artırmamıza yardımcı olabilir.
“Yakın Evrendeki En Büyük Yapıların Ortaya Çıkarılması: Quipu Süperyapısının Keşfi” başlıklı araştırma, Astronomy and Astrophysics dergisinde yayımlanmak üzere kabul edildi. Araştırmacılar, “Kozmolojik parametrelerin hassas bir şekilde belirlenmesi için, Evrenin yerel büyük ölçekli yapısının ölçümler üzerindeki etkilerini anlamamız gerekiyor.” diye belirtiyor.
Bu etkiler; kozmik mikrodalga arka planını (CMB) etkilemeyi, büyük ölçekli kütleçekimsel mercekleme yoluyla gökyüzü görüntülerinin bozulmasını ve Hubble sabitinin ölçümlerinde büyük ölçekli akış hareketlerinin etkisini içermektedir.
Süperyapılar, galaksi kümeleri ve süperkümeleri içeren son derece büyük yapılardır. O kadar devasadırlar ki, Evrenimizin nasıl evrildiğine dair anlayışımızı zorlarlar. Bazıları, kozmolojik evrim modellerimizi bile aşmaktadır.
Quipu, Evrende şimdiye kadar bulunan en büyük yapıdır. Keşfedilen Quipu ve diğer dört süperyapı, galaksi kümelerinin yüzde 45'ini, galaksilerin yüzde 30'unu, maddenin yüzde 25'ini içermekte ve Evrenin hacimsel olarak yüzde 13'ünü kaplamaktadır.
Bu görkemli yapı, adını düğümlü iplerden oluşan ve düğümlerin renk, sıra ve sayıya göre bilgi barındırdığı İnka kayıt cihazı Quipu'dan alıyor. Araştırmacılar, makalelerinde, “Bu görünüm, süperyapının küçük yan filamanlara sahip uzun bir filaman olarak en iyi izlenimini veriyor, ki bu da Quipu adının verilmesine neden oldu.” diye açıklıyor.
Bilim insanları, 130 ila 250 Megaparsek (Mpc) mesafesi içinde Quipu ve diğer dört süperyapıyı keşfetti. Süperyapıları, X-ışını galaksi kümelerini kullanarak Kütlesel Büyük Ölçekli X-ışını Yapısı (CLASSIX) Küme Araştırması'nda tanımladılar ve analiz ettiler.
X-ışını galaksi kümeleri, binlerce galaksi ve çok sıcak küme içi gaz içerebilir ve bu gaz X-ışınları yayar. Bu emisyonlar, süperyapıların kütlesini haritalamanın anahtarıdır. X-ışınları, en yoğun madde yoğunlaşması bölgelerini ve alttaki kozmik ağı izler. Emisyonlar, süperyapıları tanımlamak için birer işaret fişeği gibidir.
Araştırmacılar, “Alan kümeleri ile süperyapı üyelerinin çevresindeki galaksi yoğunluğu arasındaki fark oldukça dikkat çekicidir.” diye belirtiyor. Bunun nedeni, alan kümelerinin, süperyapıdakilere göre daha az kütleli kümelerle dolu olması olabilir.
Nedenleri ne olursa olsun, bu süperyapıların kütlesi, kozmosu gözlemleme, ölçme ve anlama çabalarımız üzerinde muazzam bir etki yaratmaktadır. Araştırmacılar, “Bu büyük yapılar, kozmolojik gözlemler üzerinde kendi izlerini bırakırlar.” diye yazıyor.
Süperyapılar, Büyük Patlama'dan kalan kalıntı radyasyon olan ve onu destekleyen temel kanıt niteliğindeki Kozmik Mikrodalga Arka Planı (CMB) üzerinde bir iz bırakır. Süperyapıların kütleçekimi, Geçmiş Sachs-Wolfe (ISW) etkisi uyarınca CMB'yi kendilerinden geçerken değiştirir ve CMB'de dalgalanmalar üretir. Bu dalgalanmalar, filtrelenmesi zor ön plan artefaktlarıdır, CMB ve dolayısıyla Büyük Patlama hakkındaki anlayışımıza müdahale ederler.
Süperyapılar, Evrenin ne kadar hızlı genişlediğini tanımlayan kozmolojide temel bir değer olan Hubble sabitinin ölçümlerini de etkileyebilir. Galaksiler genişleme nedeniyle birbirinden uzaklaşırken, aynı zamanda tuhaf hızlar veya akış hareketleri olarak adlandırılan yerel hızlara da sahiptirler. Genişlemeyi net bir şekilde anlamak için bunların genişlemeden ayrılması gerekir. Bu süperyapıların büyük kütlesi, bu akış hareketlerini etkiler ve Hubble sabiti ölçümlerimizi bozar.
Araştırma ayrıca, bu devasa yapıların, büyük ölçekli kütleçekimsel mercekleme yoluyla gökyüzü görüntülerimizi değiştirebileceğini ve bozabileceğini de belirtiyor. Bu, ölçümlerimizde hatalara yol açabilir.
Öte yandan, Lambda CDM modelinin simülasyonları, Quipu ve diğer dört süperyapı gibi yapıları üretmektedir. Lambda CDM, Büyük Patlama kozmolojisinin standart modelidir ve Evrende gördüğümüz büyük ölçekli yapısı gibi pek çok şeyi açıklar. Araştırmacılar, “Lambda-CDM kozmoloji modellerine dayalı simülasyonlarda benzer özelliklere sahip süperyapılar buluyoruz.” diye ifade ediyor.
Bu süperyapıların, Evreni anlamak için kritik olduğu açıktır. Maddenin önemli bir kısmını barındırırlar ve çevrelerini temel şekillerde etkilerler. Onları ve etkilerini anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Bilim insanları, sonuç bölümünde, “Bulgularımızla ilgili ilginç takip araştırmaları, örneğin, bu ortamların galaksi popülasyonu ve evrimi üzerindeki etkilerine dair çalışmaları içermektedir.” diye belirtiyor.
Çalışmaya göre, bu süperyapılar sonsuza dek var olmayacaklar. Araştırmacılar, “Gelecekteki kozmik evrimde, bu süperyapılar birkaç çökme birimine ayrılmaya mahkumdur. Dolayısıyla bunlar, geçici konfigürasyonlardır.” diye açıklıyor. “Ancak şu anda, karakteristik özelliklere ve özel kozmik ortamlara sahip özel fiziksel varlıklardır ve özel ilgiyi hak ediyorlar.”
