Mørkt stof fortsætter med at forvirre astronomer, som NASAs Chandra røntgenobservatorium demonstrerede med påvisning af en omfattende kuvert af mørkt stof omkring en isoleret elliptisk galakse. Denne opdagelse er i konflikt med optiske data, der antyder en mangel på mørkt stof omkring lignende galakser, og rejser spørgsmål om, hvordan galakser erhverver og holder sådanne mørke stoffer haloer.
Den observerede galakse, kendt som NGC 4555, er usædvanlig, idet det er en ret stor elliptisk galakse, der ikke er en del af en gruppe eller klynge af galakser. I en artikel, der blev offentliggjort i 1. november 2004-udgaven af den månedlige meddelelse fra Royal Astronomical Society, Ewan O'Sullivan fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, MA og Trevor Ponman fra University of Birmingham, Storbritannien , brug Chandra-dataene til at vise, at galaksen er indlejret i en sky på 10 millioner grader Celsius-gas.
Denne varme gassky har en diameter på cirka 400.000 lysår, cirka det dobbelte af den synlige galakse. En enorm konvolut eller halo af mørkt stof er nødvendigt for at begrænse den varme sky til galaksen. Den samlede masse af den mørke substans halo er cirka ti gange den samlede masse af stjernerne i galaksen, og 300 gange massen af den varme gassky.
Et voksende bevismateriale indikerer, at mørkt stof - som kun interagerer med sig selv og ”normal” stof gennem tyngdekraften - er den dominerende form for stof i universet. I henhold til den populære teori om ”kold mørk materie” består mørkt stof af mystiske partikler, der er tilbage fra det tætte tidlige univers, der bevægede sig langsomt, da galakser og galakse klynger begyndte at dannes.
”De observerede egenskaber ved NGC 4555 bekræfter, at elliptiske galakser kan besidde mørke stoffer af deres egne uanset deres miljø,” sagde O’Sullivan. ”Dette rejser et vigtigt spørgsmål: Hvad bestemmer, om elliptiske galakser har halo af mørke stoffer?”
De fleste store elliptiske galakser findes i grupper og klynger af galakser og er sandsynligvis produktet af fusionen af to spiralgalakser. I et sådant miljø kan haloerne af mørke stoffer strippes væk ved hjælp af tyngdekraften og tilføjes til andre galakser eller gruppen som helhed. Derfor er det vanskeligt at bestemme, hvor meget mørkt stof de oprindelige galakser havde, og hvor meget de har mistet for gruppen som helhed gennem interaktion med deres miljø.
Betydningen af spørgsmålet om den iboende mængde mørkt stof forbundet med en elliptisk galakse er for nylig steget på grund af en rapport fra et internationalt team af astronomer ledet af Aaron Romanowsky fra University of Nottingham, Storbritannien. Dette hold fandt kun lidt, hvis nogen bevis for mørkt stof i tre relativt nærliggende elliptiske galakser. To af disse var i løse galakse-grupper, og den ene blev isoleret. Deres resultat, der er baseret på optiske data fra det 4,2 meter William Herschel-teleskop på den spanske ø La Palma, er i klar konflikt med røntgenstråledataene på NGC 4555. Den optiske teknik, der blev brugt til at søge efter mørkt stof i de nærliggende elliptiske galakser kunne ikke anvendes på NGC 4555, fordi det er mere end 3 gange så langt væk fra Jorden.
Enten har galakser, der er observeret af Romanowsky og kolleger, mistet deres mørke stof-glorie gennem tidligere interaktioner med andre galakser, eller deres mørke stof-glorie er meget mere udvidede, eller de dannede sig uden mørke stoffer. Den første mulighed er muligt for galakserne i grupper, men meget usandsynligt for den isolerede galakse. Den anden og tredje mulighed er stadig åben, men vil kræve en modifikation - måske en større modifikation - af den kolde mørke stofteori om galaksdannelse.
”Dette er helt klart et spørgsmål, som fortjener yderligere overvejelse,” sagde O’Sullivan. ”Det ser ud til, at der kræves meget mere teoretisk og observationsmæssigt arbejde med elliptiske galakser, før dette problem kan løses.”
Chandra observerede NGC 4555 med sit Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) i februar 2003. NASAs Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., Administrerer Chandra-programmet til NASA's Office of Space Science, 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.
Yderligere information og billeder er tilgængelige på:
http://chandra.harvard.edu
og
http://chandra.nasa.gov
Original kilde: Chandra News Release
