Η σκοτεινή ύλη συνεχίζει να μπερδεύει τους αστρονόμους, όπως έδειξε το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra της NASA με την ανίχνευση ενός εκτεταμένου περιβλήματος σκοτεινής ύλης γύρω από έναν απομονωμένο ελλειπτικό γαλαξία. Αυτή η ανακάλυψη έρχεται σε αντίθεση με οπτικά δεδομένα που υποδηλώνουν έλλειψη σκοτεινής ύλης γύρω από παρόμοιους γαλαξίες και εγείρει ερωτήματα σχετικά με το πώς οι γαλαξίες αποκτούν και διατηρούν τέτοια φωτοστέφανα σκοτεινής ύλης.
Ο παρατηρημένος γαλαξίας, γνωστός ως NGC 4555, είναι ασυνήθιστος στο ότι είναι ένας αρκετά μεγάλος, ελλειπτικός γαλαξίας που δεν ανήκει σε μια ομάδα ή μια ομάδα γαλαξιών. Σε ένα έγγραφο που θα δημοσιευτεί στο τεύχος 1η Νοεμβρίου 2004 των Μηνιαίων Ειδοποιήσεων της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας, ο Ewan O'Sullivan του Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, MA και Trevor Ponman του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ, Ηνωμένο Βασίλειο , χρησιμοποιήστε τα δεδομένα Chandra για να δείξετε ότι ο γαλαξίας είναι ενσωματωμένος σε ένα σύννεφο αερίου 10 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου.
Αυτό το νέφος θερμού αερίου έχει διάμετρο περίπου 400.000 έτη φωτός, περίπου διπλάσια από αυτή του ορατού γαλαξία. Απαιτείται ένας τεράστιος φάκελος ή φωτοστέφανο σκοτεινής ύλης για τον περιορισμό του ζεστού νέφους στον γαλαξία. Η συνολική μάζα του φωτοστέφανου της σκοτεινής ύλης είναι περίπου δέκα φορές η συνδυασμένη μάζα των αστεριών στον γαλαξία και 300 φορές η μάζα του νέφους θερμού αερίου.
Ένα αυξανόμενο σύνολο στοιχείων δείχνει ότι η σκοτεινή ύλη - η οποία αλληλεπιδρά με την ίδια και η "φυσιολογική" ύλη μόνο μέσω της βαρύτητας - είναι η κυρίαρχη μορφή ύλης στο σύμπαν. Σύμφωνα με τη δημοφιλή θεωρία της «ψυχρής σκοτεινής ύλης», η σκοτεινή ύλη αποτελείται από μυστηριώδη σωματίδια που έχουν απομείνει από το πυκνό πρώιμο σύμπαν που κινούνται αργά όταν άρχισαν να σχηματίζονται γαλαξίες και σμήνες γαλαξιών.
"Οι παρατηρούμενες ιδιότητες του NGC 4555 επιβεβαιώνουν ότι οι ελλειπτικοί γαλαξίες μπορούν να έχουν δικά τους φωτοστέφανα, ανεξάρτητα από το περιβάλλον τους", δήλωσε ο O'Sullivan. "Αυτό εγείρει ένα σημαντικό ερώτημα: τι καθορίζει εάν οι ελλειπτικοί γαλαξίες έχουν φωτοστέφανα σκοτεινής ύλης;"
Οι περισσότεροι μεγάλοι ελλειπτικοί γαλαξίες βρίσκονται σε ομάδες και συστάδες γαλαξιών και είναι πιθανόν το προϊόν της συγχώνευσης δύο σπειροειδών γαλαξιών. Σε ένα τέτοιο περιβάλλον, τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης μπορούν να αφαιρεθούν από τη βαρυτική παλιρροιακή δύναμη και να προστεθούν σε άλλους γαλαξίες ή στην ομάδα ως σύνολο. Επομένως, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί πόση σκοτεινή ύλη είχαν οι αρχικοί γαλαξίες και πόσο έχουν χάσει στην ομάδα ως σύνολο μέσω αλληλεπιδράσεων με το περιβάλλον τους.
Η σημασία του ζητήματος της εγγενούς ποσότητας της σκοτεινής ύλης που σχετίζεται με έναν ελλειπτικό γαλαξία αυξήθηκε πρόσφατα λόγω μιας έκθεσης μιας διεθνούς ομάδας αστρονόμων με επικεφαλής τον Aaron Romanowsky του Πανεπιστημίου του Nottingham του Ηνωμένου Βασιλείου. Αυτή η ομάδα βρήκε λίγα, αν υπάρχουν στοιχεία για σκοτεινή ύλη σε τρεις σχετικά κοντινούς ελλειπτικούς γαλαξίες. Δύο από αυτά ήταν σε χαλαρές ομάδες γαλαξιών και ένας ήταν απομονωμένος. Το αποτέλεσμα τους, βασισμένο σε οπτικά δεδομένα από το τηλεσκόπιο William Herschel 4,2 μέτρων στο ισπανικό νησί La Palma, έρχεται σε σαφή αντίθεση με τα δεδομένα ακτίνων Χ στο NGC 4555. Η οπτική τεχνική που χρησιμοποιήθηκε για την αναζήτηση σκοτεινής ύλης στους κοντινούς ελλειπτικούς γαλαξίες δεν μπορούσε να εφαρμοστεί στο NGC 4555, επειδή απέχει περισσότερο από 3 φορές μακριά από τη Γη.
Είτε οι γαλαξίες που παρατηρούνται από τον Romanowsky και τους συναδέλφους τους έχουν χάσει τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης μέσω προηγούμενων αλληλεπιδράσεων με άλλους γαλαξίες, ή τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης είναι πολύ πιο εκτεταμένα ή σχηματίζονται χωρίς φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης. Η πρώτη επιλογή είναι δυνατή για τους γαλαξίες σε ομάδες, αλλά πολύ απίθανο για τον απομονωμένο γαλαξία. Η δεύτερη και η τρίτη επιλογή είναι ακόμη ανοιχτές, αλλά θα απαιτούσαν τροποποίηση - ίσως μια σημαντική τροποποίηση - της θεωρίας της ψυχρής σκοτεινής ύλης του σχηματισμού γαλαξιών.
«Είναι σαφώς μια ερώτηση που αξίζει περαιτέρω εξέταση», δήλωσε ο O'Sullivan. «Φαίνεται πιθανό ότι θα απαιτηθούν πολύ περισσότερες θεωρητικές και παρατηρητικές εργασίες για τους ελλειπτικούς γαλαξίες προτού επιλυθεί αυτό το ζήτημα».
Ο Chandra παρατήρησε το NGC 4555 με το Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) τον Φεβρουάριο του 2003. Το Marshall Space Flight Center της NASA, Huntsville, Ala, διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra για το Γραφείο Διαστημικής Επιστήμης της NASA στην Ουάσιγκτον. Η Northrop Grumman της Redondo Beach, Calif., Πρώην TRW, Inc., ήταν ο κύριος εργολάβος ανάπτυξης του παρατηρητηρίου. Το Αστεροφυσικό Παρατηρητήριο Smithsonian ελέγχει τη λειτουργία της επιστήμης και της πτήσης από το κέντρο ακτίνων Χ Chandra στο Cambridge, Mass.
Πρόσθετες πληροφορίες και εικόνες διατίθενται στη διεύθυνση:
http://chandra.harvard.edu
και
http://chandra.nasa.gov
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων Chandra
