Vědci z University of Birmingham použili novou generaci rentgenových vesmírných observatoří ke studiu fosilních galaxií - starověkých galaxií, ve kterých se všechny velké galaxie postupně spojily a vytvořily jednu centrální obří galaxii.
Astronomové objevili pozoruhodnou koncentraci tmavé a normální hmoty v jádrech těchto izolovaných hvězdných systémů ve srovnání s distribucí hmoty v normálních galaxiích.
Mnoho galaxií, včetně naší Mléčné dráhy, sídlí ve skupinách. Někdy zažívají blízká setkání s ostatními členy skupiny. Počítačové simulace předpovídají, že takové interakce způsobují, že se velké galaxie pomalu točí směrem ke středu skupiny, kde se mohou sloučit a vytvořit jedinou obrovskou galaxii, která postupně spolkne všechny své sousedy.
Protože mnoho galaxií má rozšířené halos horkého plynu a temné hmoty, bylo před deseti lety předpovězeno, že by měla existovat třída systémů označovaných fosilními skupinami, ve kterých by se všechny hlavní galaxie sloučily do jedné centrální obří galaxie. To by bylo obklopeno rentgenovým zářením horkého plynu, který sahá ven k mnoha galaktickým poloměrům.
Když jsme poprvé objevili velké halos horkého plynu, ve kterém jsou zabudovány některé velmi kompaktní skupiny galaxií, uvědomili jsme si, že jen pár miliard let dalšího vývoje by zanechala jedinou, obrovskou, sloučenou galaxii sedící ve středu jasného X- ray halo, řekl Trevor Ponman, vůdce Birminghamské skupiny, který provedl tuto předpověď a poté objevil první fosilní skupinu v roce 1994.
Teorie také navrhovaly, že fosilní skupiny, které spadají do ještě větších shluků galaxií, mohou odpovídat za obrovské eliptické galaxie, které se často nacházejí ve středech takových shluků.
Tým Birmingham v posledních dvou letech pozoroval šest pravděpodobných fosilních skupin, přičemž využil ostré vidění rentgenové observatoře Chandra X-Ray NASA a vysoké citlivosti ESA obíhajících rentgenovou observatoř XMM-Newton. Šest fosilních skupin je umístěno do dvou miliard světelných let od Země. Hlavním cílem týmů bylo prozkoumat mechanismy vytváření fosilních skupin a obřích eliptických galaxií.
Klíčem ke studii bylo rozdělení temné hmoty ve fosilních skupinách. Tato záhadná hmota zahrnuje více než 80 procent hmoty vesmíru, ale její povaha není známa. Temná hmota nebyla nikdy detekována přímo, ale její přítomnost je odvozena prostřednictvím jejího gravitačního vlivu na obyčejnou hmotu.
Velká eliptická galaxie NGC 6482 byla pro tým zvláštním zájmem, protože se jedná o nejbližší známou fosilní skupinu a mohla být podrobně studována. Tento izolovaný gigant, který svítí ekvivalentem 110 miliard sluncí, se nachází ve vzdálenosti 100 miliónů světelných let v souhvězdí Herkules. Habib Khosroshahi, Trevor Ponman a Laurence Jones, pomocí Chandras Advanced CCD Imaging Spectrometer, používali pozorování horkého plynu ke sledování distribuce temné hmoty v NGC 6482. Plyn se zahřívá na teplotu 10 milionů stupňů Celsia, hlavně kvůli šoku zahřívání v důsledku gravitačního kolapsu.
Habib Khosroshahi dnes na RAS National Astronomy Meeting v Birminghamu popsal objev pozoruhodné koncentrace temné hmoty v jádru NGC 6482. Khosroshahi také popsal dva další příklady vysoké koncentrace v hmotnějších a vzdálenějších fosilních galaxiích, které studoval jak dalekohledy Chandra, tak XMM-Newton, ačkoli případ NGC 6482 je jedinečný, protože je možné snímat střed systému s vyšší přesností.
Podle Khosroshahi bylo zjištěno, že koncentrace hmoty ve středu těchto starověkých galaxických skupin, která je většinou ve formě temné hmoty, je obvykle pětkrát vyšší než v normálních galaxických skupinách s podobnou hmotností a velikostí halo. Tato centrální koncentrace hmoty podporuje myšlenku, že fosilní skupiny, jako je NGC 6482, jsou velmi staré struktury, které se zhroutily dlouho předtím, než se vytvořily typické skupiny galaxií. "Vysvětlení takové centralizované distribuce temné hmoty může být, že systém vznikl při velmi vysokém červeném posunu, když byl vesmír velmi mladý a hustý," řekl Khosroshahi.
Velkou výhodou fosilních skupin ve srovnání s normálními skupinami je, že nedochází k žádné významné interakci galaxií, která může míchat horký plyn. Poskytují proto ideální laboratoře ke studiu vlastností viditelné hmoty ve formě plynu a hvězd, jakož i jejich kontejneru, temné hmoty.
Původní zdroj: RAS News Release
