Кредит зображення: Чандра
Нове зображення, зроблене рентгенівською обсерваторією Чандра, допомагає астрономам зрозуміти склад темної речовини у Всесвіті. Дані рентгенівських променів показують, що щільність темної речовини плавно зростає аж до центру галактики, що відповідає прогнозам моделі «холодної темної матерії». Ця модель отримала свою назву від припущення, що частинки темної речовини рухалися повільно, коли галактики вперше утворилися, і взаємодіють із нормальною речовиною лише через гравітацію.
Астрономи використовували рентгенівську обсерваторію Чандра НАСА, щоб зробити найбільш детальний зонд розповсюдження темної речовини в масивному скупченні галактик. Їх результати свідчать про те, що близько 80 відсотків речовини у Всесвіті складається з холодної темної речовини - загадкових субатомних частинок, що залишилися від щільного раннього Всесвіту.
Чандра спостерігала скупчення галактик під назвою Abell 2029, розташованих приблизно за мільярд світлових років від Землі. Скупчення складається з тисяч галактик, укладених у гігантську хмару гарячого газу, і кількість темної речовини, еквівалентна понад сто трильйонам Сонця. В центрі цього скупчення - величезна галактика, що має еліптичну форму, яка, як вважається, утворилася в результаті злиття багатьох менших галактик. Дані рентгенівських променів показують, що щільність темної речовини плавно збільшується аж до центральної галактики скупчення. Це відкриття узгоджується з прогнозами моделей холодної темної матерії та суперечить іншим моделям темної матерії, які передбачають вирівнювання кількості темної речовини в центрі скупчення.
"Я був дуже здивований тим, наскільки добре ми могли виміряти темну речовину так глибоко в серцевину багатого кластера", - сказав Аарон Льюїс з Каліфорнійського університету, Ірвайн, провідний автор доповіді, що описує результати в недавньому номері журналу The Астрофізичний журнал. "У нас ще дуже мало уявлення про точну природу цих частинок, але наші результати показують, що вони повинні вести себе як холодна темна речовина".
Холодна темна речовина отримала свою назву від припущення, що частинки темної матерії повільно рухалися, коли почали утворюватися галактики та скупчення галактик. Частинки темної матерії взаємодіють між собою, а «нормальна» речовина відбувається лише через гравітацію.
Успіх астрономів у накладенні таких жорстких обмежень на розподіл темної речовини частково пояснювався здатністю Чандри робити карту інтенсивності та температури високої роздільної здатності, а частково завдяки їх вибору цілі. Скупчення та центральна галактика незвично регулярні, мало або взагалі відсутні ознаки збудження.
Гарячий газ у скупченні утримується в скупченні насамперед силою темної речовини, тому розподіл гарячого газу визначається розподілом темної речовини. Точно вимірюючи розподіл рентгенівських променів від гарячого газу, астрономи змогли зробити найкращий досі вимірювання розподілу темної речовини у внутрішній області кластера галактики.
"У той час як Abell 2029 може бути нудно пересічній людині на це", - зауважив співавтор статті Девід Буте, "для астрофізиків це чисте задоволення від вивчення, оскільки воно дозволяє дуже просто і точно порівняти теорію і спостереження ».
Як конкретний випадок, попередні спостереження за скупченням галактик Гідри Ларрі Девідом з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики в Кембриджі, Массачусетс та його колеги знайшли подібний результат, але докази вибухової активності в центральній галактиці ускладнили робити певні висновки про природу темної матерії. Профіль темної матерії, виведений для Abell 2029, свідчить про те, що результати гідри надійні і є важливим незалежним підтвердженням прогнозів холодної темної речовини.
Джон Стокк з Університету Колорадо, Боулдер також був задіяний у цьому дослідженні. 12 квітня 2000 року Чандра спостерігала за Abell 2029 з детектором ACIS протягом 5,6 годин. Центр космічних польотів Маршалла НАСА, Хантсвіл, штат Алана, керує програмою "Чандра" для Управління космічних наук, штаб-квартира NASA, штат Вашингтон. Northrop Grumman з Редондо Біч, штат Каліфорнія, раніше TRW, Inc., був головним підрядником розвитку обсерваторії. Смітсонівська астрофізична обсерваторія контролює наукові та льотні операції з рентгенівського центру Чандра в Кембриджі, штат Массачусетс.
Оригінальне джерело: Chandra News Release
