Gyárfás
18 °C
35 °C

Ütköző galaxishalmazok igazolják a sötét anyagot

2008.08.29. 17:05
Két óriási galaxishalmaznak a Hubble és a Chandra űrteleszkópok által is megfigyelt ütközése újabb részletet tehet a helyére a sötét anyag utáni nyomozás egyelőre még eléggé hézagos kirakósjátékában - írja a hírek.csillagászat.hu.

A NASA Chandra röntgenműholdja és a Hubble űrteleszkóp mérései alapján új bizonyíték körvonalazódik a sötét anyag utáni nyomozásban. Az űreszközök által tanulmányozott objektum a MACS J0025.4-1222 katalógusjelű halmaz, ami tulajdonképpen két, az összeütközés fázisában lévő óriás galaxishalmaz alkotta konglomerátum. A röntgen- és az optikai tartományban dolgozó teleszkópok adatai alapján a Marusa Bradac (University of California, Santa Barbara) vezette kutatócsoport egyértelműen szét tudta választani az összeolvadó halmazban található normál és sötét anyagot. Az új eredmény segíthet megválaszolni azt a sarkalatos kérdést, hogy a sötét anyag a gravitáción kívül milyen módon hat kölcsön önmagával. Az alkalmazott módszer megegyezik az ún. Lövedék-halmaz (Bullet Cluster, 1E0657-56) esetében alkalmazott eljárással.

A Chandra röntgenteleszkóp segítségével az összeütköző halmazokban található intergalaktikus, 100 millió fokos hőmérsékletű normál, úgynevezett barionos anyag eloszlása térképezhető fel, míg a halmazokban található összes (normál + sötét) anyag eloszlását a Hubble űrteleszkóp adatai alapján határozták meg. Ez azért volt lehetséges, mert a halmaz anyaga a gravitációslencse-hatás révén eltorzítja a még távolabb lévő háttérgalaxisok képét. A halmaz különböző helyein meghatározva a torzítás mértékét előállítható a halmaz teljes anyagának eloszlási térképe.

A mérési eredmények szerint a körülbelül 5,7 milliárd fényév távolságban található összeütköző halmazok nagyjából egyenlő tömegűek, egyenként mintegy ezer milliárd naptömegnyi anyaggal. Az összeolvadás sebessége eléri az óránkénti több millió kilométert. A röntgen- és az optikai/lencséző képek egymásra montírozásával nyert felvételen az is jól látszik, hogy a teljes halmaz összes anyagának eloszlása különbözik a barionos anyag eloszlásától. Ennek az oka az, hogy a két halmaz normál anyaga az ütközés következtében lelassul, a sötét anyag esetében azonban ilyen hatás nincs. Ez pedig azt jelentheti, hogy a sötét anyag részecskéi között a gravitációs kölcsönhatáson kívül egyáltalán nincs más kölcsönhatás, vagy ha van is, az nagyon gyenge. A becslések szerint mind a forró intergalaktikus, mind a csillagok formájában jelen lévő normál anyag aránya 10 százalék körüli, azaz a halmazok gravitációs mezejét főleg a sötét anyag határozza meg.

A sötét anyag és energia problémája az asztrofizika egyik legnagyobb kihívása. A mai elképzelések szerint a sötét anyag a Világegyetem anyag-energia tartalmának 23-24 százalékát teszi ki, ami 4-5-szöröse a látható anyag részarányának. A maradék - azaz a túlnyomó rész - a sötét energia. A MACS J0025.4-1222 halmazra vonatkozó új eredmények - a Lövedék-halmazra vonatkozó korábbi, hasonló megállapításokkal együtt - újabb bizonyítékot szolgáltatnak ezen misztikus anyagforma létezésére.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.