Există mai multă materie întunecată decât materie obișnuită în Univers și sunt în mod normal toate amestecate în galaxii. Într-o coliziune între ciorchini de galaxie uriași, norii de gaz fierbinte din clustere întâmpină fricțiuni în timp ce trec unul de celălalt, separându-le de stele. Nici această fricțiune nu este afectată de materia întunecată, astfel încât astronomii au putut calcula efectul gravitației sale asupra materiei obișnuite.
Materia întunecată și materia normală au fost distruse de coliziunea imensă a două mari grupuri de galaxii. Descoperirea, folosind Observatorul de raze X Chandra al NASA și alte telescoape, oferă dovezi directe pentru existența materiei întunecate.
„Acesta este cel mai energic eveniment cosmic, pe lângă Big Bang, despre care știm”, a declarat Maxim Markevitch al Centrului pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian din Cambridge, Mass.
Aceste observații oferă cele mai puternice dovezi că cea mai mare parte a materiei din univers este întunecată. În ciuda unor dovezi considerabile pentru materia întunecată, unii oameni de știință au propus teorii alternative pentru gravitație, unde este mai puternică la scară intergalactică decât a prevăzut Newton și Einstein, eliminând nevoia de materie întunecată. Cu toate acestea, astfel de teorii nu pot explica efectele observate ale acestei coliziuni.
„Un univers dominat de lucrurile întunecate pare absurd, așa că am vrut să testăm dacă există vreun defect de bază în gândirea noastră”, a spus Doug Clowe, de la Universitatea din Arizona, la Tucson, și liderul studiului. „Aceste rezultate sunt o dovadă directă a existenței materiei întunecate.”
În grupele de galaxii, materia normală, precum atomii care alcătuiesc stelele, planetele și tot ceea ce există pe Pământ, este în principal sub formă de gaz fierbinte și stele. Masa gazelor fierbinți dintre galaxii este mult mai mare decât masa stelelor din toate galaxiile. Această materie normală este legată în cluster de gravitatea unei mase și mai mari de materie întunecată. Fără materia întunecată, care este invizibilă și poate fi detectată doar prin gravitația sa, galaxiile cu mișcare rapidă și gazul fierbinte ar zbura rapid.
Echipa a primit mai mult de 100 de ore pe telescopul Chandra pentru a observa clusterul galactic 1E0657-56. Clusterul este cunoscut și sub denumirea de gloanțe, deoarece conține un nor spectaculos în formă de glonț, cu gaze de sute de milioane de grade. Imaginea cu raze X arată că forma glonțului se datorează unui vânt produs de coliziunea de mare viteză a unui cluster mai mic cu unul mai mare.
În plus față de observația Chandra, telescopul spațial Hubble, telescopul foarte mare al Observatorului European din Sud și telescoapele optice Magellan au fost folosite pentru a determina locația masei în grupuri. Acest lucru s-a realizat prin măsurarea efectului lentilelor gravitaționale, în care gravitația din grupuri distorsionează lumina de la galaxiile de fundal, așa cum prevede teoria din relativitatea generală a lui Einstein.
Gazul fierbinte din această coliziune a fost încetinit de o forță de tracțiune, similară cu rezistența la aer. În schimb, materia întunecată nu a fost încetinită de impact, deoarece nu interacționează direct cu sine sau cu gazul decât prin gravitație. Aceasta a produs separarea materiei întunecate și normale văzută în date. Dacă gazul fierbinte ar fi componenta cea mai masivă din clustere, așa cum sunt propuse de teoriile alternative ale gravitației, o astfel de separare nu ar fi fost observată. În schimb, este necesară materia întunecată.
„Acesta este tipul de rezultat pe care viitoarele teorii vor trebui să îl țină cont”, a spus Sean Carroll, cosmolog la Universitatea din Chicago, care nu a fost implicat în studiu. "Pe măsură ce avansăm pentru a înțelege natura adevărată a materiei întunecate, acest nou rezultat va fi imposibil de ignorat."
Acest rezultat oferă, de asemenea, mai multă încredere oamenilor de știință că gravitația newtoniană cunoscută pe Pământ și în sistemul solar funcționează, de asemenea, pe scările uriașe ale grupurilor de galaxii.
"Am închis această lacună despre gravitație și ne-am apropiat mai mult ca niciodată de a vedea această materie invizibilă", a spus Clowe.
Aceste rezultate sunt publicate într-un număr viitor al The Astrophysical Journal Letters. Centrul de zbor spațial Marshall al NASA, Huntsville, Ala., Gestionează programul Chandra pentru direcția misiunii științifice a agenției. Observatorul astrofizic Smithsonian controlează operațiunile științifice și de zbor din Centrul de raze X Chandra, Cambridge, Mass.
Sursa originală: Comunicat de presă Chandra
