Mørk materie fortsetter å forvirre astronomer, som NASAs Chandra røntgenobservatorium demonstrerte med påvisning av en omfattende konvolutt med mørk materie rundt en isolert elliptisk galakse. Denne oppdagelsen er i konflikt med optiske data som antyder en mangel på mørk materie rundt lignende galakser, og reiser spørsmål om hvordan galakser skaffer seg og beholder slike mørke stoffer.
Den observerte galaksen, kjent som NGC 4555, er uvanlig ved at det er en ganske stor elliptisk galakse som ikke er en del av en gruppe eller klynge av galakser. I en artikkel som skal publiseres i utgaven 1. november 2004 av Monthly Notices of Royal Astronomical Society, har Ewan O'Sullivan fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, MA og Trevor Ponman ved University of Birmingham, Storbritannia , bruk Chandra-dataene for å vise at galaksen er innebygd i en sky på 10 millioner grader Celsius gass.
Denne varme gassskyen har en diameter på omtrent 400 000 lysår, omtrent det dobbelte av den synlige galaksen. En enorm konvolutt, eller glorie, av mørk materie er nødvendig for å begrense den varme skyen til galaksen. Den totale massen av mørkstoff-haloen er omtrent ti ganger den samlede massen av stjernene i galaksen, og 300 ganger massen til den varme gassskyen.
Et voksende bevismateriale indikerer at mørk materie - som interagerer med seg selv og "normal" materie bare gjennom tyngdekraften - er den dominerende formen for materie i universet. I følge den populære “kald mørk materie” teorien består mørk materie av mystiske partikler som er igjen fra det tette tidlige universet som beveget seg sakte da galakser og galakse klynger begynte å danne seg.
"De observerte egenskapene til NGC 4555 bekrefter at elliptiske galakser kan inneholde mørke materie-haloer, uansett miljø," sa O'Sullivan. "Dette reiser et viktig spørsmål: hva avgjør om elliptiske galakser har halo av mørk materie?"
De fleste store elliptiske galakser finnes i grupper og klynger av galakser, og er sannsynligvis et produkt av sammenslåingen av to spiralgalakser. I et slikt miljø kan mørke materiehaloer strippes bort av tyngdekraften og legges til andre galakser eller gruppen som helhet. Derfor er det vanskelig å bestemme hvor mye mørk materie de opprinnelige galaksene hadde, og hvor mye de har tapt for gruppen som helhet gjennom samspill med miljøet.
Betydningen av spørsmålet om den indre mengden mørk materie assosiert med en elliptisk galakse har nylig økt på grunn av en rapport fra et internasjonalt team av astronomer ledet av Aaron Romanowsky fra University of Nottingham, Storbritannia. Dette teamet fant lite, om noen bevis på mørk materie i tre relativt nærliggende elliptiske galakser. To av disse var i løse galaksegrupper, og en var isolert. Resultatene deres, basert på optiske data fra det 4,2 meter høye teleskopet William Herschel på den spanske øya La Palma, er i klar konflikt med røntgendataene på NGC 4555. Den optiske teknikken som ble brukt for å søke etter mørk materie i de nærliggende elliptiske galakser kunne ikke brukes på NGC 4555 fordi den er mer enn 3 ganger så langt unna Jorden.
Enten har galaksene observert av Romanowsky og kolleger mistet sine mørke materie-glorie gjennom tidligere interaksjoner med andre galakser, eller deres mørke materie-glorie er mye mer utvidet, eller de dannet seg uten mørke materie-glorie. Det første alternativet er mulig for galaksene i grupper, men veldig usannsynlig for den isolerte galaksen. Det andre og tredje alternativet er fremdeles åpent, men vil kreve en modifisering - kanskje en større modifisering - av den kalde mørke materie teorien om galakse dannelse.
"Dette er helt klart et spørsmål som fortjener nærmere vurdering," sa O’Sullivan. "Det virker sannsynlig at det vil være nødvendig med mye mer teoretisk og observasjonsarbeid med elliptiske galakser før dette problemet kan løses."
Chandra observerte NGC 4555 med sitt Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) i februar 2003. NASAs Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet for NASAs Office of Space Science, 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.
Ytterligere informasjon og bilder er tilgjengelige på:
http://chandra.harvard.edu
og
http://chandra.nasa.gov
Originalkilde: Chandra News Release
