Büyük Çekici Samanyolu'nu Tozun Ardındaki Bir Noktaya Doğru Sürüklüyor

Evren genişliyor ve galaksilerin çoğu birbirinden uzaklaşıyor. Ama bizim bulunduğumuz köşede bu düzene uymayan bir akış var. Samanyolu, Andromeda ve çevredeki on binlerce galaksi, Güney Yarımküre'de Norma takımyıldızı yönüne doğru ilerliyor. Gökbilimciler bu çekim bölgesine Büyük Çekici (İngilizcesiyle Great Attractor) adını verdi.

Hareketin kaynağını net göremiyoruz, çünkü tam önümüzde galaksimizin kendi tozlu diski duruyor. Bölge yaklaşık 150 ile 250 milyon ışık yılı ötede ve çekimi, yüz milyonlarca ışık yılı genişlikteki bir alanda hissediliyor. Büyük Çekici bu yüzden astronomide hem bir ölçüm sonucu hem de çözülmeye devam eden bir bilmece sayılıyor.

Yedi Samuray ve Hızı Açıklanamayan Galaksiler

Evrenin genişlemesi, her galaksiye uzaklığıyla orantılı bir kaçış hızı kazandırır. Bunun üstüne komşu kütlelerin çekiminden doğan ek bir hareket biner; gökbilimciler buna "özgün hız" (peculiar velocity) der. Kozmik mikrodalga artalan ışımasına göre Yerel Grup'un hızı saniyede yaklaşık 600 kilometre. Yakın komşuların toplam çekimi bu hızı açıklamaya yetmiyordu.

Yanıt arayışı 1980'lerde "Yedi Samuray" lakaplı bir ekibe uzandı. Alan Dressler, Sandra Faber, David Burstein, Roger Davies, Donald Lynden-Bell, Roberto Terlevich ve Gary Wegner eliptik galaksilerin uzaklıklarını ve hızlarını inceledi. Yakın evrendeki galaksilerin rastgele değil, ortak bir yöne doğru aktığını gördüler.

Bu akışın merkezine "Büyük Çekici" denildi. Kırmızıya kayma ölçümleri de tabloyu destekliyor: galaksilerin hızları, Büyük Çekici'ye göre konumlarına bağlı olarak yaklaşık +700 ile -700 km/s arasında değişiyor. Yani bir tarafta bize doğru, öbür tarafta Çekici'ye doğru bir akış var.

Özgün hız nasıl ölçülüyor?

Bir galaksinin kırmızıya kayması, toplam hızını verir. Gökbilimciler bunun yanına galaksinin uzaklığını bağımsız bir yöntemle koyar. Eliptik galaksilerde parlaklık, boyut ve yıldız hızları arasındaki ilişki bu iş için kullanılıyor. Uzaklığa bakarak "sadece genişleme olsaydı hız ne olurdu" sorusunun cevabı hesaplanır, aradaki fark da özgün hızdır.

Bunu nehirde yüzen birine benzetebilirsiniz. Yüzücünün kıyıya göre hızı, kendi kulaç hızıyla akıntının toplamıdır. Akıntıyı bulmak için yüzücünün kendi hızını doğru bilmek gerekir. Kozmosta bu "kulaç hızı" uzaklık tahminidir ve uzaklık arttıkça hata payı da büyür. Büyük Çekici tartışmalarının önemli bir kısmı bu belirsizlikten doğuyor.

İlk modeller bölgeye on katrilyon Güneş kütlesi mertebesinde bir yoğunlaşma atfediyordu. Bu rakam sonraki çalışmalarla tartışmaya açıldı, ama akışın yönü doğrulandı.

Zone of Avoidance: Samanyolu'nun Kendi Perdesi

Büyük Çekici'yi bulmayı zorlaştıran şey, Zone of Avoidance (Kaçınma Bölgesi) denen gökyüzü şeridi. Samanyolu'nun düzlemindeki yıldızlar, gaz ve toz, ardındaki galaksilerin ışığını büyük oranda engelliyor. Bu perde, gökyüzünün yaklaşık beşte birini optik teleskoplara kapalı tutuyor.

Gökbilimciler perdeyi aşmak için dalga boyunu değiştirdi. Kızılötesi ve X-ışını gözlemleri toza karşı daha geçirgen, ama görüntüler görünür ışık kadar net olmuyor. Nötr hidrojenin yaydığı 21 santimetrelik radyo çizgisi de işe yarıyor. Avustralya'daki Parkes radyo teleskobuyla yürütülen HIZOA taraması, şeridin içindeki galaksileri bu yolla haritaladı.

Pratik bir örnek vermek gerekirse, Samanyolu'nun diski gökyüzünde geniş bir bant halinde uzanır. Karanlık bir gökyüzünde bu bandı çıplak gözle görebilirsiniz; Büyük Çekici ise bandın Güney'deki kesiminin arkasında kalır. Yani gördüğünüz parlak şerit, aynı anda ardındaki dev yapının perdesidir ve gözlemcinin işini en çok zorlaştıran engel de budur.

Bu yöntemlerin her birinin zayıf yanı var. X-ışını gözlemleri yalnızca sıcak gaz içeren kümeleri yakalar. Radyo taramaları ise hidrojence zengin galaksileri bulur, yaşlı eliptik galaksilerde işe yaramaz. Bu yüzden perdenin ardındaki yapıyı çıkarmak için farklı dalga boylarından gelen haritaların üst üste konması gerekiyor.

Bu taramalar, perdenin ardında dağınık bir boşluk değil, düzenli bir yapı olduğunu gösterdi. Şeridi çapraz kesen bir galaksi duvarı ortaya çıktı. Duvarın bir ucu Norma Kümesi'ne, öbür ucu şeridin karşı yakasındaki kümelere uzanıyor. Perde, yapıyı gizliyordu ama yok etmiyordu.

Norma Kümesi ve Shapley Üstkümesi

Bölgenin merkezine yakın duran en kütleli galaksi kümesi Norma Kümesi (Abell 3627). Samanyolu'ndan yaklaşık 220 milyon ışık yılı uzakta ve kütlesinin yaklaşık bir katrilyon Güneş kütlesi mertebesinde olduğu tahmin ediliyor. Çevresindeki geniş yapıya "Norma Duvarı" deniyor. Duvarın içinde, Norma'nın kütlesinin yaklaşık yüzde 50-70'ine sahip ikinci bir küme de belirlendi.

X-ışını gözlemleri, kümede çok sayıda büyük ve yaşlı galaksinin bulunduğunu, bunların bir kısmının komşularıyla çarpıştığını ve güçlü radyo dalgaları yaydığını gösterdi. Yani merkez sakin bir yer değil, yoğun ve hareketli bir bölge.

Mesafe de başlı başına düşündürücü. Norma Kümesi'ne baktığınızda gördüğünüz ışık, yaklaşık 220 milyon yıl önce yola çıktı. Yani bugünkü hâlini değil, Dünya'da dinozorların yeni yeni çoğaldığı Triyas döneminin görüntüsünü yakalıyoruz. Kümenin o günden bugüne ne kadar değiştiğini ancak modeller söyleyebilir.

Hikâye burada bitmiyor. 2005'te Zone of Avoidance içindeki kümeleri tarayan bir X-ışını çalışması (CIZA), Samanyolu'nun Büyük Çekici'nin de ötesinde, Shapley Üstkümesi civarındaki daha kütleli bir kümeler topluluğuna doğru çekildiğini destekledi. Shapley yaklaşık 650 milyon ışık yılı uzakta. Günümüzde akışın tek bir merkezden değil, birbirini tamamlayan birkaç büyük yoğunlaşmadan beslendiği düşünülüyor.

Laniakea ve Dipole Repeller: Çekim Tek Taraflı mı?

2014'te Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman ve Daniel Pomarède, Nature dergisinde galaksi hızlarından türettikleri yeni bir kozmik harita yayımladı. Samanyolu'nu da içeren yapıya, Hawaii dilinde "ölçülemez cennet" anlamına gelen Laniakea adı verildi. Yaklaşık 100.000 galaksiyi kapsıyor ve yüz milyonlarca ışık yılı genişliğinde.

Laniakea'dan önce, Samanyolu'nun ait olduğu en büyük yapı olarak Yerel Üstküme (Virgo Üstkümesi) biliniyordu. Yeni harita bu sınırı genişletti ve Virgo'yu daha büyük bir akış sisteminin parçası olarak gösterdi. Sınırı belirleyen ölçüt, galaksilerin hangi merkeze doğru aktığıydı; ışığın nerede yoğunlaştığı değil.

Bu bakışa göre Büyük Çekici, Laniakea'nın "su toplama havzasının" yerel bir çukuru. Havzadaki galaksiler, yağmur sularının vadiye süzülmesi gibi bu merkeze doğru akıyor.

2017'de Yehuda Hoffman ve ekibi Nature Astronomy'de yayımlanan çalışmada, akışın yalnızca çekimle yönlenmediğini öne sürdü. Samanyolu'nun arkasında, galaksi bakımından fakir dev bir bölge, yani "Dipol İtici" (Dipole Repeller) bulunuyordu. Burada bir itme kuvveti yok. Boşluğun çevresindeki kütleler, boşluktan uzaklaşan yönde daha güçlü çektiği için galaksiler sanki itiliyormuş gibi hareket ediyor.

Fark önemli. Çekim tek bir noktadan geliyorsa, o noktanın kütlesini bulmak yeterlidir. Akışa bir boşluk da katkı veriyorsa, haritayı yalnızca kümelerle değil, kozmik boşluklarla da çizmek gerekir. Evrenin büyük ölçekli yapısı, ışık veren kümelerin yanında bu "görünmez" boşluklardan da oluşuyor.

Bu yorum kesinleşmiş sayılmıyor. Başka ekipler Shapley Üstkümesi'nin baskın çekim kaynağı olduğunu savunuyor. Tartışma, veri kümelerinin seçimi ve ölçümlerin hassasiyeti üzerinden sürüyor.

Karanlık Madde Bu Hikâyenin Neresinde?

Büyük Çekici hakkında dolaşan üç yanlış anlama var:

• Tek bir nesne değil. Kara delik ya da dev bir yıldız gibi düşünmek yanıltıcı; bölge, kümelerden ve galaksi duvarlarından oluşan bir yoğunlaşma.
• Bir tehdit değil. Hareket kozmik ölçekte yavaş ve yüz milyonlarca ışık yılı boyunca sürüyor.
• Son söz değil. Shapley ve Dipol İtici gibi katkıların payı hâlâ tartışılıyor.

Galaksilerin hareketinden hesaplanan kütle, ışık veren maddeyle örtüşmüyor. Kozmoloji bu açığı karanlık maddeyle kapatıyor ve Büyük Çekici bölgesindeki kütlenin büyük kısmının görünmeyen maddeden oluşması bekleniyor. Bu bileşenin evrendeki payını evrenin görünmez bileşenlerini anlattığımız yazıda bulabilirsiniz.

Çekimin kendisi de genel göreliliğe dayanıyor: kütle uzay-zamanı bükerek hareketi yönlendiriyor. Bu fikrin kökenini Einstein'ın uzay-zaman denklemini ele alan yazıda okuyabilirsiniz.

Karanlık madde burada bir tamamlayıcı. Hareketlerden bulunan fazladan kütle, ışık vermeyen halenin çekimiyle uyumlu. Ancak bu halenin tam dağılımı, ölçüm hataları nedeniyle hâlâ kesin çizilemiyor.

Samanyolu'nu "yutacak" bir canavar yok. Mesafe çok büyük ve evrenin genişlemesi, çok uzak kümelerin birbirinden uzaklaşmasını sürdürüyor. Akışın sonunda galaksimizin nerede duracağı ise hâlâ açık bir soru.

Görünmeyen Bir Yön Duygusu

Büyük Çekici'nin hikâyesi, doğrudan göremediğimiz şeylerin hareketlerden çıkarılabildiğini gösteriyor. Elimizde dev bir kütlenin fotoğrafı yok. Buna karşılık galaksilerin hızları, X-ışını ve radyo taramaları aynı noktayı işaret ediyor.

Büyük Çekici, evrenin yalnızca uzaklaşan galaksilerden oluşmadığını, yerel bölgelerde çekimin de belirleyici olduğunu hatırlatıyor. Yeni taramalar Zone of Avoidance'ın ardındaki kümeleri netleştirdikçe Laniakea'nın sınırları da belirginleşecek. Güney gökyüzünde Norma yönüne baktığınızda, tozun arkasında 220 milyon ışık yılı uzakta duran o yoğun bölgeyi hatırlayın. Galaksimiz oraya doğru yol alıyor ve bu yolculuğun haritasını çıkarmak, evrenin yapısını anlama çabasının en somut adımlarından biri.