Przejdź do treści

Astronomowie zbadali zderzenia ciemnej materii

Zderzenia gromad galaktyk i mapy rozmieszczenia ciemnej materii
Dzięki obserwacjom za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra naukowcom udało się zbadać zachowanie ciemnej materii w momencie zderzeń pomiędzy gromadami galaktyk. Wyniki wskazują, że ciemna materia oddziałuje ze sobą jeszcze mniej niż do tej pory podejrzewano. Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Science”.

Astronomowie i fizycy próbują wyjaśnić własności ciemnej materii, ale ciągle wiele jej cech pozostaje tajemnicą. Powodem są trudności w obserwacjach, bowiem ciemną materię można wykryć tylko na podstawie oddziaływań grawitacyjnych ze zwykłą materią świecącą. A wszystko wskazuje na to, że ciemnej materii jest we Wszechświecie więcej niż tej zwykłej.

Gdy w laboratoriach bada się własności różnych materiałów, to bywa że uderza się jednymi przedmiotami w drugie, aby sprawdzić jak reagują. Na podobny pomysł wpadli astronomowie z grupy kierowanej przez Davida Harveyaz École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) w Szwajcarii. Badacze postanowi sprawdzić jak ciemna materia zachowuje się w momencie zderzeń. Jako laboratorium posłużyły zderzające się gromady galaktyk.

Zbadano 72 zderzenia galaktyk. To próbka na tyle duża, że można było oglądać zderzenia pod różnymi kątami oraz w różnych stadiach trwania zderzenia. Uzyskane wyniki skazują na zachowanie ciemnej materii podobne jak w przypadku Gromady Pocisk.

W przypadku gdy zderzają się ze sobą galaktyki, poszczególne ich składowe reagują w różny sposób. Gaz zawarty w galaktykach zderza się ze sobą i spowalnia, natomiast w przypadku gwiazd nie odnotowuje się spowolnienia. Przyczyną są duże odległości pomiędzy pojedynczymi gwiazdami (co skutkuje niezwykle rzadkimi bezpośrednimi zderzeniami gwiazd) oraz słabym oddziaływaniem spowalniającym gazu na gwiazdy.

Trzecią główną składową galaktyk jest ciemna materia. W jej przypadku okazało się, że zachowują się podobnie jak gwiazdy, czyli nie spowalniają przy zderzeniach. Jednak pomiędzy poszczególnymi zgrupowaniami lub cząstkami ciemnej materii odległości mogą być małe, a przynajmniej tak wynika z głównych teorii na temat rozmieszczenia ciemnej materii w galaktykach, zakładających jej równomierne rozmieszczenie. W konsekwencji brak spowolnienia oznacza, iż ciemna materia oddziałuje ze sobą jeszcze słabiej niż przypuszczano do tej pory,

Konsekwencją odkrycia, że ciemna materia jeszcze mniej oddziałuje ze sobą, niż zakładano, to kolejne ograniczenia na jej własności, które skrupulatnie wykorzystają teraz fizycy teoretyczni do udoskonalenia swoich modeli ciemnej materii.

Więcej informacji:
Źródło: Science / Spacetelescope.org

Na zdjęciu:
Sześć zderzeń gromad galaktyk wraz z zaznaczonym na niebiesko rozmieszczeniem ciemnej materii. Od lewej: MACS J0416.1–2403, MACS J0152.5-2852, MACS J0717.5+3745, Abell 370, Abell 2744 oraz ZwCl 1358+62.
Źródło: NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Szwajcaria), R. Massey (Durham University, Wielka Brytania), Hubble SM4 ERO Team, ST-ECF, ESO, D. Coe (STScI), J. Merten (Heidelberg/Bolonia), HST Frontier Fields, Harald Ebeling(University of Hawaii at Manoa), Jean-Paul Kneib (LAM), Johan Richard (Caltech, USA)


Reklama