Bildekreditt: Chandra
Et nytt bilde tatt av Chandra røntgenobservatorium hjelper astronomer med å forstå sammensetningen av mørk materie i universet. Røntgendataene viser at tettheten av den mørke saken øker jevnt helt til sentrum av galaksen, noe som samsvarer med spådommene for modellen "kald mørk materie". Denne modellen får navnet sitt fra antakelsen om at mørkstoffpartiklene beveget seg sakte da galakser først ble dannet, og samhandler bare med normal materie gjennom tyngdekraften.
Astronomer har brukt NASAs Chandra røntgenobservatorium for å lage den mest detaljerte sonden ennå for distribusjon av mørk materie i en massiv klynge av galakser. Resultatene deres indikerer at omtrent 80 prosent av materien i universet består av kald mørk materie - mystiske subatomiske partikler som er igjen fra det tette, tidlige universet.
Chandra observerte en klynge av galakser kalt Abell 2029 som ligger omtrent en milliard lysår fra Jorden. Klyngen er sammensatt av tusenvis av galakser innhyllet i en gigantisk sky av varm gass, og en mengde mørk materie som tilsvarer mer enn hundre billioner soler. I sentrum av denne klyngen ligger en enorm, elliptisk formet galakse som antas å ha blitt dannet fra sammenslåing av mange mindre galakser. Røntgendataene viser at tettheten av mørk materie øker jevnt hele veien inn i klyngens sentrale galakse. Denne oppdagelsen stemmer overens med prediksjonene av modeller med kald mørk materie, og er i strid med andre modeller av mørk materie som forutsier en utjevning av mengden mørk materie i midten av klyngen.
"Jeg ble virkelig overrasket over hvor godt vi kunne måle den mørke saken så dypt inn i kjernen av en rik klynge," sa Aaron Lewis fra University of California, Irvine, hovedforfatter av et papir som beskrev resultatene i en fersk utgave av The Astrophysical Journal. "Vi har fortsatt veldig liten anelse om nøyaktigheten til disse partiklene, men resultatene våre viser at de må oppføre seg som kald mørk materie."
Kald mørk materie får navnet sitt fra antakelsen om at mørkstoffpartiklene beveget seg sakte da galakser og galakse klynger begynte å danne seg. Mørke materiepartikler interagerer med hverandre og "normal" materie bare gjennom tyngdekraften.
Astronomenes suksess med å plassere så stramme begrensninger på fordelingen av mørk materie skyldtes delvis Chandras evne til å lage en høyoppløsningsintensitet og temperaturkart, og delvis på grunn av deres valg av et mål. Klyngen og sentrale galaksen er uvanlig regelmessige, med lite eller ingen tegn til forstyrrelse.
Den varme gassen i en klynge holdes i klyngen først og fremst av tyngdekraften til den mørke materien, så fordelingen av den varme gassen bestemmes av den av den mørke materien. Ved nøyaktig å måle fordelingen av røntgenstråler fra den varme gassen, var astronomene i stand til å gjøre den beste målingen ennå av fordelingen av mørk materie i det indre området av en galakse-klynge.
"Mens Abell 2029 kan være kjedelig for den gjennomsnittlige personen å se på," sa David Buote, en medforfatter av papiret, "er det en fryd for astrofysikere å studere, fordi det gir en veldig grei og nøyaktig sammenligning av teori og observasjon.”
Som et tilfelle, tidligere observasjoner av Hydra A-galakse-klyngen av Larry David fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Mass. Og kolleger, fant et lignende resultat, men beviset for eksplosiv aktivitet i den sentrale galaksen gjorde det vanskelig å trekke bestemte konklusjoner om arten av den mørke saken. Den mørke materieprofilen som ble trukket ut for Abell 2029 gir bevis på at Hydra-resultatene er pålitelige og er en viktig uavhengig bekreftelse av forutsigelser om kald mørk materie.
John Stocke fra University of Colorado, Boulder, var også involvert i denne forskningen. Chandra observerte Abell 2029 med ACIS-detektoren i 5.6 timer den 12. april 2000. NASAs Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet for Office of Space Science, NASAs hovedkvarter, Washington. Northrop Grumman fra Redondo Beach, California, tidligere TRW, Inc., var den viktigste utviklingsentreprenøren for observatoriet. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerer vitenskap og flyoperasjoner fra Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Originalkilde: Chandra News Release
