Gökbilimciler, Perseus kümesinin kütleli ama kararlı bir galaksi grubu olduğunu düşünüyorlardı. Ancak daha sonra, başka bir kümeyle çarpıştığına dair ipuçları buldular, fakat bu kozmik 'davetsiz misafiri' kimse tespit edememişti. Şimdi ise, zayıf kütle çekimsel mercekleme adı verilen bir yöntem kullanarak, bilim insanları nihayet gizli istilacıyı bulduklarını düşünüyorlar.
Perseus galaksi kümesi, bilinen evrendeki en kütleli yapılarından biridir. Adını bulunduğu takımyıldızdan alan bu küme, yaklaşık 11.6 milyon ışık yılına yayılan binlerce galaksiden oluşan devasa bir topluluktur. Dünya'dan 250 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunur ve evrenin genişlemesi nedeniyle saniyede 5.366 kilometre hızla bizden uzaklaşmaktadır.
Gökbilimciler, sakin ve kararlı galaksi kümelerine 'sakin' derler. Bu, evrenin yakın tarihinde başka kümelerle çarpışmadıkları anlamına gelir. Yıllarca Perseus kümesi, sakin bir kümenin başlıca örneği olarak kabul edildi.
Küme içindeki galaksiler arasında sıcak gaz akışları bulunur ve bu gaz merkezde ısı kaybeder. Ayrıca, merkezi galaksiyi çevreleyen zayıf bir radyo dalgası parıltısı, yani bir radyo 'mini-halosu' da mevcuttur. Bunların her ikisi de kararlı bir kozmik ortamın işaretleridir.
Ancak gökbilimciler, bozulmamış bir kümenin küresel olması gerektiği halde, Perseus'un doğu-batı yönünde çarpık olduğunu fark ettiler. Bu durum, bir şeylerin ters gittiğine işaret ediyordu.
Ardından, 2012 yılında, kümede 'soğuk cepheler' tespit edildi. Bunlar, galaksi kümeleri çarpıştığında oluşması muhtemel, ışık yılları uzunluğundaki devasa bölgelerdir. Bu cepheler, bir kümeden gelen sıcak gazın, diğer kümeden gelen daha soğuk, yoğun gaza çarptığı sınırı işaret eder. Bu, Perseus'un büyük bir kozmik çarpışma geçirdiğine dair güçlü bir ipucuydu. Ancak eğer bu doğruysa, geriye bir soru kalıyordu: Çarpışmaya neden olan diğer küme neredeydi?
Yeni bir çalışmada, bilim insanları bu gizli kozmik çarpışma vakasında 'kesin kanıtı' bulduklarını düşünüyorlar. Araştırmacılar, Perseus galaksi kümesiyle uzun zaman önce çarpışmış olan bir kümenin kalıntılarını tespit etmek için zayıf kütle çekimsel mercekleme adı verilen bir teknik kullandıklarını açıkladılar.
Kütle çekimsel mercekleme fenomeni, kütleli nesnelerin (galaksiler gibi) uzay-zamanı büktüğü ve uzak kaynaklardan gelen ışık ışınlarını saptırarak onları büyütebileceği esasına dayanır. Zayıf kütle çekimsel merceklemede ise, arka plan galaksilerinin görüntüsü, ışığın bize doğru gelirken kümeden geçerken sadece hafifçe bozulur. Japonya'daki Subaru Teleskobu'nu kullanan araştırmacılar, Perseus kümesinin çok gerisindeki galaksilerden gelen ışığın bozulmasını analiz ettiler.
Ekip, birçok arka plan galaksisini inceleyerek ortalama bozulmayı hesapladı ve ön plandaki kümenin kütlesini belirlemek için bir bilgisayar simülasyonu kullandı. Ayrıca, gözlemledikleri bozulmaları oluşturmak için kütlenin nerede olması gerektiğini de tam olarak saptadılar.
Gökbilimciler, daha küçük bir galaksi grubunu çevreleyen, hem görünür hem de karanlık maddeden oluşan geniş bir bölge, yani bir 'alt küme halesi' keşfettiler. Bu bölge, Perseus kümesinin dış kenarlarına gömülüydü. Samanyolu'nun kütlesinin yaklaşık 100 katı olan bu alt küme, ana galaksi kümesine, yaklaşık 1.4 milyon ışık yılı uzunluğunda ve neredeyse aynı kütlede olan bir 'kütle köprüsü' ile bağlıydı.
Bilgisayar modeli, bu köprünün, iki küme arasındaki kütle çekimsel etkileşimin, yani çarpışmanın doğrudan kanıtı olduğunu ve kümenin çarpık şekliyle örtüştüğünü öne sürdü. Ekibin bilgisayar modeli ayrıca 2012'de keşfedilen soğuk cepheleri de yeniden oluşturdu. Araştırmacılar, sonuçların kendilerini şaşırttığını, çünkü Perseus'un sakin bir küme olduğunu düşündüklerini belirttiler.
Simülasyonları, birleşmekte olan alt kümenin yaklaşık 7.5 milyar yıl önce Perseus kümesinin etkisi altına girmesiyle başlıyor. Bu alt kümenin ana kümenin merkezine ilk kez yaklaşması yaklaşık 2 milyar yıl sürdü. Ardından, kütle çekimi tarafından yavaşlatılıp geri çekilen alt küme, 3 milyar yıl sonra tekrar geçti. Bu kozmik dans tekrarlandı ve yaklaşık 2 milyar yıl sonra, yani yaklaşık 750 milyon yıl önce alt küme üçüncü kez geçti.
Bu bulgular önemlidir, çünkü bölge, galaksi kümelerinin nasıl oluştuğunu ve evrildiğini inceleyen gökbilimciler için başlıca hedeftir. Bu çalışma tek bir kümeye odaklanıyor olsa da, evrene dair anlayışımız için geniş çıkarımları vardır. Ayrıca, sonuçlar, özellikle geleneksel yöntemlerin görünmeyen evreni ortaya çıkarmada başarısız olduğu durumlarda, zayıf kütle çekimsel merceklemenin gücünü vurgulamaktadır. Bu yaklaşım, evrendeki gizli yapıları ortaya çıkarmanın yanı sıra, daha fazla galaksi kümesi birleşmesini keşfetmenin ve bu devasa sistemlerin nasıl şekillendiğini anlamanın yolunu açmaktadır.
