Οι αστρονόμοι αφήνουν να χαράζουν το κεφάλι τους πάνω σε μια νέα παρατήρηση μιας «συστάδας» σκοτεινής ύλης που φαίνεται να έχει μείνει πίσω μετά από μια μαζική συγχώνευση ανάμεσα σε σμήνη γαλαξιών. Οι επιπτώσεις αυτής της ανακάλυψης παρουσιάζουν προκλήσεις για τις τρέχουσες αντιλήψεις για το πώς η σκοτεινή ύλη επηρεάζει τους γαλαξίες και τα σμήνη των γαλαξιών.
Αρχικά, οι παρατηρήσεις που έγιναν το 2007 απορρίφθηκαν ως κακά δεδομένα. Νέα δεδομένα που αποκτήθηκαν από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble το 2008 επιβεβαίωσαν τις προηγούμενες παρατηρήσεις της σκοτεινής ύλης και των γαλαξιών που χωρίζουν. Τα νέα στοιχεία βασίζονται σε παρατηρήσεις ενός μακρινού συγχωνευμένου σμήνους γαλαξιών που ονομάζεται Abell 520. Σε αυτό το σημείο, οι αστρονόμοι έχουν μια πρόκληση μπροστά τους για να εξηγήσουν γιατί η σκοτεινή ύλη δεν συμπεριφέρεται όπως αναμενόταν.
«Αυτό το αποτέλεσμα είναι ένα παζλ», δήλωσε ο αστρονόμος James Jee (Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Ντέιβις). «Η σκοτεινή ύλη δεν συμπεριφέρεται όπως είχε προβλεφθεί και δεν είναι ξεκάθαρο σαφές τι συμβαίνει. Οι θεωρίες του σχηματισμού γαλαξιών και της σκοτεινής ύλης πρέπει να εξηγήσουν τι βλέπουμε. "
Οι τρέχουσες θεωρίες για τη σκοτεινή ύλη δηλώνουν ότι μπορεί να είναι ένα είδος βαρυτικής «κόλλας» που συγκρατεί τους γαλαξίες μαζί. Μία από τις άλλες ενδιαφέρουσες ιδιότητες της σκοτεινής ύλης είναι ότι από όλους τους λογαριασμούς, δεν είναι φτιαγμένη από ίδια πράγματα με ανθρώπους και πλανήτες, αλλά αλληλεπιδρά «βαρυτικά» με την κανονική ύλη. Οι τρέχουσες μέθοδοι για τη μελέτη της σκοτεινής ύλης είναι η ανάλυση γαλαξιακών συγχωνεύσεων, καθώς οι γαλαξίες θα αλληλεπιδρούν διαφορετικά από τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης. Οι τρέχουσες θεωρίες υποστηρίζονται από οπτικές παρατηρήσεις συγχωνεύσεων γαλαξιών στο Bullet Cluster και έχουν γίνει ένα κλασικό παράδειγμα της τρέχουσας κατανόησης της σκοτεινής ύλης.
Οι μελέτες του Abell 520 κάνουν τους αστρονόμους να σκεφτούν δύο φορές για την τρέχουσα κατανόηση της σκοτεινής ύλης. Οι αρχικές παρατηρήσεις διαπίστωσαν σκοτεινή ύλη και θερμό αέριο, αλλά δεν διέθεταν φωτεινούς γαλαξίες - οι οποίοι συνήθως ανιχνεύονται στις ίδιες περιοχές με τις συγκεντρώσεις σκοτεινής ύλης. Προσπαθώντας να κατανοήσουν τις παρατηρήσεις, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το Hubble’s Wide Field Planetary Camera 2 για να χαρτογραφήσουν τη σκοτεινή ύλη στο σύμπλεγμα χρησιμοποιώντας μια τεχνική βαρυτικού φακού.
«Παρατηρήσεις όπως αυτές του Abell 520 είναι ταπεινωτές με την έννοια ότι, παρά όλα τα άλματα στην κατανόησή μας, κάθε τόσο καιρό, σταματάμε κρύο», δήλωσε ο Arif Babul (Πανεπιστήμιο της Βικτώριας, Βρετανική Κολομβία).
Ο Jee πρόσθεσε: «Γνωρίζουμε ίσως έξι παραδείγματα συγκρούσεων σμήνους γαλαξιών υψηλής ταχύτητας όπου έχει χαρτογραφηθεί η σκοτεινή ύλη, αλλά το Bullet Cluster και το Abell 520 είναι τα δύο που δείχνουν τα σαφέστερα στοιχεία των πρόσφατων συγχωνεύσεων και είναι ασυνεπή μεταξύ τους άλλα. Καμία θεωρία δεν εξηγεί τη διαφορετική συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης σε αυτές τις δύο συγκρούσεις. Χρειαζόμαστε περισσότερα παραδείγματα. "
Η ομάδα έχει εργαστεί σε πολλές δυνατότητες για τα ευρήματά τους, η καθεμία με τη δική της σειρά από αναπάντητες ερωτήσεις. Μία τέτοια πιθανότητα είναι ότι το Abell 520 ήταν μια πιο περίπλοκη συγχώνευση από τη συνάντηση Bullet Cluster. Ίσως υπήρξαν πολλοί γαλαξίες να συγχωνευτούν στο Abell 520 αντί για τους δύο υπεύθυνους για το Bullet Cluster. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι όπως το καλά μαγειρεμένο ρύζι, η σκοτεινή ύλη μπορεί να είναι κολλώδης. Όταν συγκρούονται σωματίδια συνηθισμένης ύλης, χάνουν ενέργεια και, ως αποτέλεσμα, επιβραδύνονται. Ίσως κάποια σκοτεινή ύλη να αλληλεπιδρά με την ίδια και να παραμείνει πίσω μετά από σύγκρουση μεταξύ δύο γαλαξιών.
Μια άλλη πιθανότητα μπορεί να είναι ότι υπήρχαν περισσότεροι γαλαξίες στον πυρήνα, αλλά ήταν πολύ σκοτεινοί για να εντοπιστεί το Hubble. Όσο πιο αμυδρό, οι γαλαξίες θα είχαν σχηματίσει πολύ λιγότερα αστέρια από άλλους τύπους γαλαξιών. Η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει τα δεδομένα του Hubble για να δημιουργήσει προσομοιώσεις υπολογιστών για τη σύγκρουση, με την ελπίδα να αποκτήσει ζωτικές ενδείξεις στις προσπάθειες για καλύτερη κατανόηση της ασυνήθιστης συμπεριφοράς της σκοτεινής ύλης.
Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble, επισκεφθείτε τη διεύθυνση: http://www.nasa.gov/hubble
