Pimeä aine sekoittaa edelleen tähtitieteilijöitä, kuten NASA: n Chandran röntgen observatorio osoitti havaitsemalla pimeän aineen laajan verhokäyrän eristetyn elliptisen galaksin ympärillä. Tämä löytö on ristiriidassa optisen datan kanssa, joka viittaa pimeän aineen puutteeseen samanlaisten galaksien ympärillä, ja herättää kysymyksiä siitä, kuinka galaksit hankkivat ja pitävät sellaisia pimeän aineen haloja.
Havaittu galaksi, joka tunnetaan nimellä NGC 4555, on epätavallinen siinä mielessä, että se on melko suuri, elliptinen galaksi, joka ei kuulu galaksien ryhmään tai klusteriin. Kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran kuukausitiedoissa 1. marraskuuta 2004 julkaistavassa lehdessä Ewan O'Sullivan Cambridgessa sijaitsevasta Harvard-Smithsonian astrofysiikkakeskuksesta ja Trevor Ponman Birminghamin yliopistosta, Iso-Britannia , käytä Chandran tietoja osoittamaan, että galaksi on upotettu 10 miljoonan celsiusasteen pilveen.
Tämän kuuman kaasupilven halkaisija on noin 400 000 valovuotta, noin kaksinkertainen näkyvän galaksin halkaisijaan. Kuuman pilven rajoittamiseksi galaksiin tarvitaan valtava verhokäyrä tai halogeeni tummaa ainetta. Pimeäainehalogeenin kokonaismassa on noin kymmenenkertainen galaksissa olevien tähteiden yhdistetty massa ja 300 kertaa kuuman kaasupilven massa.
Kasvava todisteiden kokonaisuus osoittaa, että tumma aine - joka on vuorovaikutuksessa itsensä kanssa ja ”normaali” aine vain painovoiman kautta - on aineen hallitseva muoto universumissa. Suositun ”kylmän pimeän aineen” teorian mukaan pimeä aine koostuu salaperäisistä hiukkasista, jotka ovat jääneet tiheästä varhaisesta maailmankaikkeudesta ja jotka liikkuivat hitaasti, kun galaksit ja galaksiklusterit alkoivat muodostua.
"NGC 4555: n havaitut ominaisuudet vahvistavat, että elliptisillä galakseilla voi olla omat pimeän aineensa halogeenit ympäristöstä riippumatta", O'Sullivan sanoi. "Tämä herättää tärkeän kysymyksen: mikä määrittää, onko elliptisissä galakseissa pimeän aineen haloja?"
Suurin osa suurista elliptisistä galakseista löytyy galaksien ryhmistä ja klustereista, ja ne ovat todennäköisesti kahden spiraaligalaksian sulautumisen tulos. Tällaisessa ympäristössä pimeän aineen halot voidaan poistaa gravitaatioveden voimalla ja lisätä muihin galakseihin tai ryhmään kokonaisuutena. Siksi on vaikea määrittää, kuinka paljon tummaa ainetta alkuperäisillä galakseilla oli ja kuinka paljon ne ovat menettäneet koko ryhmälle vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa.
Elliptiseen galaksiin liittyvän tumman aineen sisäisen määrän merkitys on lisääntynyt äskettäin kansainvälisen tähtitieteilijäryhmän raportin johdosta, jota johtaa Aaron Romanowsky Nottinghamin yliopistosta, Iso-Britannia. Tämä joukkue löysi vähän tai ei ollenkaan todisteita tummasta aineesta kolmesta suhteellisen läheisestä elliptisestä galaksista. Kaksi näistä oli löysässä galaksiryhmässä ja yksi eristettiin. Niiden tulokset, jotka perustuvat Espanjan La Palman saarella sijaitsevan 4,2 metrin William Herschel -teleskoopin optisiin tietoihin, ovat selvästi ristiriidassa NGC 4555: n röntgenkuvien kanssa. Optinen tekniikka, jota käytettiin tumman aineen etsimiseen lähellä olevissa elliptisissä galakseissa ei voitu soveltaa NGC 4555: een, koska se on yli 3 kertaa kaukana maapallosta.
Joko Romanowskyn ja hänen kollegoidensa havaitsemat galaksit ovat menettäneet tumman aineen halot aikaisemman vuorovaikutuksen kautta muiden galaksien kanssa, tai niiden tumman aineen halogeenit ovat huomattavasti pidempiä, tai ne ovat muodostuneet ilman tumman aineen haloja. Ensimmäinen vaihtoehto on mahdollinen galakseille ryhmissä, mutta hyvin epätodennäköistä eristetyille galakseille. Toinen ja kolmas vaihtoehto ovat edelleen avoinna, mutta edellyttäisivät galaksien muodostumisen kylmän pimeän aineen teorian modifiointia - kenties merkittävää modifikaatiota.
"Tämä on selvästi kysymys, jota on syytä tutkia edelleen", sanoi O'Sullivan. "Vaikuttaa todennäköiseltä, että elliptisiin galakseihin liittyy paljon enemmän teoreettista ja havainnollista työtä, ennen kuin tämä ongelma voidaan ratkaista."
Chandra havaitsi NGC 4555: n edistyneellä CCD-kuvantamisspektrometrillä (ACIS) helmikuussa 2003. NASA: n Marshall-avaruuslentokeskus, Huntsville, Ala-Amerikka, hallinnoi Chandra-ohjelmaa NASA: n Space Space Science -toimistossa Washingtonissa. Northrop Grumman Redondo Beachistä, Kalifornia, entinen TRW, Inc., oli observatorion pääurakoitsija. Smithsonian Astrophysical Observatory ohjaa tiede- ja lentotoimintaa Chandran röntgenkeskuksesta Cambridgessa, Massachusetts.
Lisätietoja ja kuvia on saatavana osoitteesta:
http://chandra.harvard.edu
ja
http://chandra.nasa.gov
Alkuperäinen lähde: Chandra-lehdistötiedote
