Кредит за изображение: Чандра
Ново изображение, направено от рентгеновата обсерватория в Чандра, помага на астрономите да разберат състава на тъмната материя във Вселената. Данните от рентгена показват, че плътността на тъмната материя плавно се увеличава чак до центъра на галактиката, което съответства на прогнозите на модела на „студената тъмна материя“. Този модел получава името си от предположението, че частиците на тъмната материя се движат бавно, когато галактиките за първи път се образуват, и взаимодействат с нормалната материя само чрез гравитация.
Астрономите са използвали рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА, за да направят най-детайлната сонда досега на разпределението на тъмната материя в масивен куп галактики. Резултатите от тях показват, че около 80 процента от материята във Вселената се състои от студена тъмна материя - мистериозни субатомни частици, останали от гъстата ранна Вселена.
Чандра наблюдава група галактики, наречена Abell 2029, разположена на около милиард светлинни години от Земята. Купът е съставен от хиляди галактики, обвити в гигантски облак горещ газ, и количество тъмна материя, еквивалентно на повече от сто трилиона слънца. В центъра на този куп е огромна галактика с елиптична форма, за която се смята, че е образувана от сливанията на много по-малки галактики. Данните от рентгена показват, че плътността на тъмната материя плавно нараства до централната галактика на клъстера. Това откритие е в съгласие с прогнозите на студените модели на тъмна материя и противоречи на други модели на тъмна материя, които предвиждат изравняване на количеството тъмна материя в центъра на клъстера.
„Бях наистина изненадан от това колко добре можем да измерим тъмната материя толкова дълбоко в сърцевината на богат клъстер“, казва Аарон Люис от Калифорнийския университет в Ървайн, водещ автор на документ, описващ резултатите в скорошен брой на The Astrophysical Journal. "Все още имаме много малка представа за точния характер на тези частици, но нашите резултати показват, че те трябва да се държат като студена тъмна материя."
Студената тъмна материя получава името си от предположението, че частиците от тъмната материя се движат бавно, когато започнат да се образуват галактики и галактически клъстери. Частиците на тъмната материя взаимодействат помежду си и „нормалната“ материя само чрез гравитация.
Успехът на астрономите в поставянето на такива тесни ограничения при разпределението на тъмната материя се дължи отчасти на способността на Чандра да прави карта с висока резолюция на интензитета и температурата, а отчасти и поради избора на цел. Клъстерът и централната галактика са необичайно редовни, с малко или никакви признаци на смущения.
Горещият газ в клъстер се задържа в клъстера предимно от гравитацията на тъмната материя, така че разпределението на горещия газ се определя от разпределението на тъмната материя. Чрез прецизно измерване на разпределението на рентгеновите лъчи от горещия газ астрономите успяха да направят най-доброто измерване досега на разпределението на тъмната материя във вътрешния район на галактически клъстер.
„Докато Abell 2029 може да е скучен за обикновения човек, който трябва да погледне“, казва Дейвид Буут, съавтор на вестника, „за астрофизиците е чисто удоволствие да учат, защото позволява много ясно и точно сравнение на теорията и наблюдение. "
Като конкретен случай, по-ранните наблюдения на галактическия клъстер Hydra A от Лари Дейвид от Харвард-Смитсонов център за астрофизика в Кеймбридж, Масачузетс и колеги откриха подобен резултат, но доказателствата за експлозивна активност в централната галактика затрудняваха направете категорични изводи за естеството на тъмната материя. Профилът на тъмната материя, изведен за Abell 2029, осигурява доказателство, че резултатите от Hydra са надеждни и е важно независимо потвърждение на прогнозите за студена тъмна материя.
Джон Стоке от Университета в Колорадо, Боулдър също е участвал в това изследване. На 12 април 2000 г. Чандра наблюдава Абел 2029 с детектора ACIS за 5.6 часа. Центърът за космически полети „Маршал“ на НАСА, Хънтсвил, Алания, управлява програмата „Чандра“ за Службата за космическа наука, централата на НАСА, Вашингтон. Northrop Grumman от Redondo Beach, Калифорния, преди TRW, Inc., беше основният изпълнител за развитие на обсерваторията. Смитсоновската астрофизична обсерватория контролира науката и полетните операции от рентгенологичния център Чандра в Кеймбридж, Масачузетс.
Оригинален източник: Chandra News Release
