Billedkredit: Chandra
Et nyt billede taget af Chandra røntgenobservatorium hjælper astronomer med at forstå sammensætningen af mørkt stof i universet. Røntgenstråledataene viser, at densiteten af det mørke stof øges jævnt helt til centrum af galaksen, hvilket svarer til forudsigelser af modellen "kold mørk materie". Denne model får sit navn fra antagelsen af, at partiklerne i mørke stoffer bevægede sig langsomt, da galakser først dannedes, og kun interagerer med normal stof gennem tyngdekraften.
Astronomer har brugt NASAs Chandra røntgenobservatorium til at fremstille den mest detaljerede sonde endnu om distributionen af mørkt stof i en massiv klynge af galakser. Deres resultater indikerer, at omkring 80 procent af stoffet i universet består af kold mørk stof - mystiske subatomære partikler, der er tilbage fra det tætte tidlige univers.
Chandra observerede en klynge af galakser kaldet Abell 2029 beliggende omkring en milliard lysår fra Jorden. Klyngen er sammensat af tusinder af galakser indkapslet i en gigantisk sky af varm gas og en mængde mørkt stof, der svarer til mere end hundrede billioner soler. I midten af denne klynge er en enorm, elliptisk formet galakse, som menes at være dannet fra fusioner fra mange mindre galakser. Røntgendataene viser, at densiteten af mørkt stof øges glat hele vejen ind i klyngens centrale galakse. Denne opdagelse stemmer overens med forudsigelserne af modeller af kolde mørke stoffer og er i modsætning til andre mørke stofmodeller, der forudsiger en udjævning af mængden af mørkt stof i midten af klyngen.
”Jeg var virkelig overrasket over, hvor godt vi kunne måle den mørke stof så dybt ind i kernen i en rig klynge,” sagde Aaron Lewis fra University of California, Irvine, hovedforfatter af et papir, der beskriver resultaterne i en nylig udgave af The Astrofysisk tidsskrift. ”Vi har stadig meget lidt idé om den nøjagtige art af disse partikler, men vores resultater viser, at de skal opføre sig som kolde mørke stoffer.”
Kold mørk materie får sit navn fra antagelsen af, at partiklerne i mørke stoffer bevægede sig langsomt, da galakser og galakse klynger begyndte at dannes. Mørke stofpartikler interagerer med hinanden og "normal" stof kun gennem tyngdekraften.
Astronomernes succes med at placere så stramme begrænsninger på fordelingen af mørke stoffer skyldtes delvis Chandras evne til at lave en høj opløsningsintensitet og temperaturkort og dels på grund af deres valg af et mål. Klyngen og den centrale galakse er usædvanligt regelmæssige med ringe eller intet tegn på forstyrrelse.
Den varme gas i en klynge holdes primært i klyngen af tyngdekraften af det mørke stof, så fordelingen af den varme gas bestemmes af den af det mørke stof. Ved præcist at måle fordelingen af røntgenstråler fra den varme gas var astronomerne i stand til at foretage den bedste måling endnu af fordelingen af mørkt stof i det indre område af en galakse-klynge.
”Mens Abell 2029 måske er kedeligt for den gennemsnitlige person at se på,” sagde David Buote, en medforfatter til papiret, ”er det en ren glæde for astrofysikere at studere, fordi det giver mulighed for en meget ligetil og nøjagtig sammenligning af teori og observation."
Som et eksempel er tidligere observationer af Hydra A-galakse-klyngen af Larry David fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Mass og kolleger fundet et lignende resultat, men beviset for eksplosiv aktivitet i den centrale galakse gjorde det vanskeligt at drage konkrete konklusioner om arten af den mørke sag. Den mørke stofprofil, der er trukket til Abell 2029, viser bevis for, at Hydra-resultaterne er pålidelige og er en vigtig uafhængig bekræftelse af forudsigelser om kolde mørke stoffer.
John Stocke fra University of Colorado, Boulder, var også involveret i denne forskning. Chandra observerede Abell 2029 med ACIS-detektoren i 5.6 timer den 12. april 2000. NASAs Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet til Office of Space Science, NASAs hovedkvarter, Washington. Northrop Grumman fra Redondo Beach, Californien, tidligere TRW, Inc., var den største udviklingsentreprenør for observatoriet. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrollerer videnskab og flyveoperationer fra Chandra X-ray Center i Cambridge, Mass.
Original kilde: Chandra News Release
