Forskere ved University of Birmingham har brukt den nye generasjonen røntgenromsobservatorier for å studere fossile galakser - eldgamle galaksegrupper der alle de store galaksene gradvis har slått seg sammen til en sentral gigantisk galakse.
Astronomene oppdaget en bemerkelsesverdig konsentrasjon av mørk og normal materie i kjernene i disse isolerte stjernesystemene, sammenlignet med massefordelingen i normale galakagrupper.
Mange galakser, inkludert Melkeveien vår, er bosatt i grupper. Noen ganger opplever de nære møter med andre medlemmer av gruppen. Datasimuleringer forutsier at slike interaksjoner får store galakser til å spiral sakte mot sentrum av gruppen, hvor de kan slå seg sammen og danne en eneste gigantisk galakse, som gradvis svelger alle sine naboer.
Siden mange galaksegrupper har utvidede glorier av varm gass og mørk materie, ble det spådd for ti år siden at det skulle eksistere en klasse av systemer som ble kalt fossilgrupper, der alle de største galaksene har slått seg sammen til en sentral gigantisk galakse. Dette ville være omgitt av en røntgenstrålende sky av varm gass som strekker seg utover til mange galaktiske radier.
Da vi først oppdaget de store gloriene med varm gass som noen veldig kompakte galaksegrupper er innebygd, innså vi at bare noen få milliarder år med videre utvikling ville la en eneste, gigantisk, sammenslått galakse sitte i sentrum av en lys X- ray halo, sa Trevor Ponman, lederen for Birmingham-gruppen som gjorde denne spådommen og deretter oppdaget den første fossilgruppen i 1994.
Teorier antydet også at fossile grupper som faller inn i enda større klynger av galakser kan utgjøre de gigantiske elliptiske galakser som ofte finnes i sentrum av slike klynger.
Birmingham-teamet har observert seks sannsynlige fossile grupper de siste to årene, og utnyttet den skarpe visjonen til NASAs Chandra X-Ray Space Observatory og den høye følsomheten til ESAs som går i bane rundt XMM-Newton røntgenobservatorium. De seks fossile gruppene ligger opptil to milliarder lysår fra Jorden. Lagets hovedmål var å utforske mekanismene som fossilgrupper og gigantiske elliptiske galakser dannes ved.
Nøkkelen til studien var fordelingen av mørk materie i fossilgruppene. Denne mystiske saken utgjør over 80 prosent av universets masse, men dens natur er ukjent. Mørk materie har aldri blitt oppdaget direkte, men dens nærvær utledes av dens gravitasjonspåvirkning på vanlig materie.
Den store elliptiske galaksen NGC 6482 var av spesiell interesse for teamet, siden det er den nærmeste kjente fossilgruppen, og kunne studeres i detalj. Denne isolerte giganten, som skinner med tilsvarer 110 milliarder soler, ligger 100 millioner lysår unna i stjernebildet Hercules. Ved bruk av Chandras Advanced CCD Imaging Spectrometer, Habib Khosroshahi, Trevor Ponman og Laurence Jones, brukte observasjoner av den varme gassen for å spore fordelingen av mørk materie i NGC 6482. Gassen varmes opp til en temperatur på 10 millioner grader Celsius, hovedsakelig på grunn av sjokk oppvarming som et resultat av gravitasjonskollaps.
I en tale i dag på RAS National Astronomy Meeting i Birmingham beskrev Habib Khosroshahi funnet av en bemerkelsesverdig konsentrasjon av mørk materie i kjernen av NGC 6482. Khosroshahi beskrev også ytterligere to eksempler på høy massekonsentrasjon i mer massive og fjernere fossilgalakser studert av både Chandra og XMM-Newton-teleskopene, selv om tilfellet med NGC 6482 er unikt, siden det er mulig å undersøke sentrum av systemet med større nøyaktighet.
I følge Khosroshahi, ble konsentrasjonen av masse i midten av disse eldgamle galakagruppene, som for det meste er i form av mørk materie, funnet å være fem ganger høyere enn i normale galakagrupper med lignende masse og glorie. Denne sentrale massekonsentrasjonen støtter ideen om at fossile grupper som NGC 6482 er svært gamle strukturer som kollapset lenge før de typiske galaksegruppene dannet seg. - Forklaringen på en så sentralisert distribusjon av mørk materie kan være at systemet dannet seg på veldig høyt rødskifte da universet var veldig ung og tett, sa Khosroshahi.
Den store fordelen med fossile grupper sammenlignet med normale grupper er at ingen større galakseinteraksjoner, som kan røre den varme gassen, ikke finner sted, la han til. Derfor gir de ideelle laboratorier for å studere egenskapene til synlig materiale i form av gass og stjerner samt beholderen deres, den mørke materien.
Originalkilde: RAS News Release
