Obrazový kredit: Chandra
Nový snímek pořízený rentgenovou observatoří Chandra pomáhá astronomům pochopit složení temné hmoty ve vesmíru. Rentgenová data ukazují, že hustota temné hmoty hladce stoupá až do středu galaxie, což odpovídá předpovědím modelu „studené temné hmoty“. Tento model získává své jméno na základě předpokladu, že částice temné hmoty se pohybovaly pomalu, když se galaxie poprvé tvořily, a interagovaly s normální hmotou pouze gravitací.
Astronomové využili rentgenové observatoře Chandra NASA, aby vytvořili dosud nejpodrobnější sondu distribuce temné hmoty v obrovském shluku galaxií. Jejich výsledky ukazují, že asi 80 procent hmoty ve vesmíru tvoří studená temná hmota - tajemné subatomické částice, které zbyly z hustého raného vesmíru.
Chandra pozoroval shluk galaxií zvaný Abell 2029, který se nachází asi miliardu světelných let od Země. Shluk se skládá z tisíců galaxií obalených v obrovském oblaku horkého plynu a množství temné hmoty ekvivalentní více než sto bilionům Sluncí. Ve středu této kupy je obrovská, elipticky tvarovaná galaxie, o které se předpokládá, že vznikla spojením mnoha menších galaxií. Rentgenová data ukazují, že hustota temné hmoty hladce stoupá až do centrální galaxie shluku. Tento objev souhlasí s předpovědi modelů studené temné hmoty a je v rozporu s jinými modely temné hmoty, které předpovídají vyrovnávání množství temné hmoty ve středu shluku.
"Byl jsem opravdu překvapen, jak dobře dokážeme měřit temnou hmotu tak hluboko do jádra bohatého shluku," řekl Aaron Lewis z University of California v Kalifornii, Irvine, hlavní autor článku popisujícího výsledky v nedávném vydání The The Astrofyzikální deník. "Stále máme jen velmi malou představu o přesné povaze těchto částic, ale naše výsledky ukazují, že se musí chovat jako studená temná hmota."
Studená temná hmota získala své jméno podle předpokladu, že částice temné hmoty se pomalu pohybovaly, když se začaly tvořit galaxie a shluky galaxií. Částice temné hmoty vzájemně interagují a „normální“ hmota pouze gravitací.
Úspěch astronomů při zavádění tak přísných omezení na distribuci tmavé hmoty byl částečně způsoben schopností Chandry vytvořit mapu s vysokým rozlišením a teplotou a částečně díky jejich výběru cíle. Shluk a centrální galaxie jsou neobvykle pravidelné, s malými nebo žádnými známkami narušení.
Horký plyn v klastru je v klastru udržován primárně gravitací temné hmoty, takže distribuce horkého plynu je určována distribucí temné hmoty. Přesným měřením distribuce rentgenových paprsků z horkého plynu byli astronomové schopni provést nejlepší měření distribuce temné hmoty ve vnitřní oblasti klastru galaxie.
„Zatímco Abell 2029 může být pro průměrného člověka nudný,“ řekl David Buote, spoluautor článku, „astrofyzikům je čistě potěšením studovat, protože to umožňuje velmi přímé a přesné srovnání teorie a pozorování."
Jako příklad lze uvést, že dřívější pozorování klastru galaxií Hydra A Larry Davidem z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku v Cambridge, Massachusetts a jeho kolegové našli podobný výsledek, ale důkaz o výbušné činnosti v centrální galaxii ztěžoval vyvodit definitivní závěry o povaze temné hmoty. Profil temné hmoty odvozený pro Abell 2029 poskytuje důkaz, že výsledky Hydry jsou spolehlivé a je důležitým nezávislým potvrzením předpovědí studené temné hmoty.
Do tohoto výzkumu byl zapojen také John Stocke z University of Colorado, Boulder. Chandra pozoroval Abell 2029 s detektorem ACIS po dobu 5,6 hodiny 12. dubna 2000. NASA Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Řídí program Chandra pro Office of Space Science, Sídlo NASA, Washington. Northrop Grumman z Redondo Beach, Kalifornie, dříve TRW, Inc., byl hlavním dodavatelem vývoje observatoře. Smithsonian Astrofyzical Observatory řídí vědu a letové operace z rentgenového centra Chandra v Cambridge, Massachusetts.
Původní zdroj: Chandra News Release
