Astronomer sitter igjen og klør seg i hodet over en ny observasjon av en "klump" av mørk materie som tilsynelatende ble etterlatt etter en massiv fusjon mellom galakse-klynger. Implikasjonene av denne oppdagelsen gir utfordringer for dagens forståelse av hvordan mørk materie påvirker galakser og galakse klynger.
Opprinnelig ble observasjonene gjort i 2007 avvist som dårlige data. Nye data innhentet av Hubble-romteleskopet i 2008 bekreftet de tidligere observasjonene av mørk materie og galakser som skiller seg. Det nye beviset er basert på observasjoner av en fjern sammenflettende galakse-klynge kalt Abell 520. På dette tidspunktet har astronomer en utfordring foran seg for å forklare hvorfor mørk materie ikke oppfører seg som forventet.
"Dette resultatet er et puslespill," sa astronom James Jee (University of California, Davis). “Mørk materie oppfører seg ikke som forutsagt, og det er ikke tydelig hva som skjer. Teorier om galaksedannelse og mørk materie må forklare hva vi ser. ”
Aktuelle teorier om mørk materie sier at det kan være et slags gravitasjons "lim" som holder galakser sammen. En av de andre interessante egenskapene til mørk materie er at den ikke er laget av samme ting som mennesker og planeter, men samhandler “gravitasjonsmessig” med vanlig materie. Nåværende metoder for å studere mørk materie er å analysere galaktiske sammenslåinger, siden galakser vil samvirke annerledes enn deres mørke materie-haloer. De nåværende teoriene støttes av visuelle observasjoner av galakssammenslåinger i Bullet Cluster, og har blitt et klassisk eksempel på vår nåværende forståelse av mørk materie.
Studier av Abell 520 får astronomer til å tenke to ganger på vår nåværende forståelse av mørk materie. Innledende observasjoner fant mørk materie og varm gass, men manglet lysende galakser - som normalt oppdages i de samme regionene som mørkstoffkonsentrasjoner. Astronomene forsøkte å være klar over observasjonene, og brukte Hubble's Wide Field Planetarium Camera 2 for å kartlegge mørk materie i klyngen ved hjelp av en gravitasjonslinseteknikk.
"Observasjoner som Abell 520 er ydmyke i den forstand at til tross for alle hopp og grenser i vår forståelse, nå og da blir vi stoppet kalde," sa Arif Babul (University of Victoria, British Columbia).
Jee la til, "Vi vet om kanskje seks eksempler på høyhastighets galakse-klynkekollisjoner der den mørke saken er kartlagt, men Bullet Cluster og Abell 520 er de to som viser det klareste beviset for nylige fusjoner, og de er uoverensstemmende med hver annen. Ingen teori forklarer den forskjellige oppførselen til mørk materie i de to kollisjonene. Vi trenger flere eksempler. ”
Teamet har jobbet med en rekke muligheter for sine funn, med hvert sitt sett med ubesvarte spørsmål. En slik mulighet er at Abell 520 var en mer komplisert fusjon enn Bullet Cluster-møtet. Det kan ha vært flere galakser som fusjonerte i Abell 520 i stedet for de to som var ansvarlige for Bullet Cluster. En annen mulighet er at mørk materie, som godt tilberedt ris, kan være klebrig. Når partikler av vanlig materie kolliderer, mister de energi og som et resultat avtar dem. Det kan være mulig for noe mørkt stoff å samhandle med seg selv og forbli bak etter en kollisjon mellom to galakser.
En annen mulighet kan være at det var flere galakser i kjernen, men var for svak til at Hubble kunne oppdage. Ved å være svakere ville galaksene ha dannet langt færre stjerner enn andre typer galakser. Teamet planlegger å bruke Hubble-dataene sine til å lage datasimuleringer av kollisjonen, i håp om å få viktige ledetråder i arbeidet med å bedre forstå den uvanlige oppførselen til mørk materie.
Hvis du vil lære mer om Hubble-romteleskopet, kan du gå til: http://www.nasa.gov/hubble
