Bonyolódik a sötét anyag rejtélye

Egy intergalaktikus "romhalmaz" megfigyeléseinek eredményei szerint a csillagászok még annyira sem ismerik az amúgy is rejtélyes sötét anyagot, mint eddig feltételezték.

A NASA Chandra röntgensugarú obszervatóriuma és több optikai távcső is egy sötét anyag magot azonosított, amihez nem kapcsolódnak galaxisok, nem messze pedig egy kisebb galaxishalmazt sötét anyag nélkül, márpedig a jelenlegi elméletek egyik alaptézise, hogy a kettő nem válik el egymástól.

A galaxishalmazok három fő összetevőből állnak: különálló galaxisokból, melyek több milliárd csillagnak adnak otthont, a galaxisok közötti forró gázból, és a sötét anyagból, ami a halmaz tömegének nagy részéért felelős és csak a gravitációs hatásain keresztül észlelhető. Az optikai távcsövek a sötét anyag által kifejtett gravitáció fényhajlító hatását használják ki a detektáláshoz.

A sötét anyag leginkább elfogadott elmélete szerint a sötét anyagnak és a galaxisoknak együtt kell maradniuk még egy erőteljes ütközés esetén is, ahogy azt az 1E 0657-56, más néven Lövedék-halmaz esetében megfigyelésekkel is alátámasztották. Azonban a Chandra által a szintén több kis klaszter nagy sebességű összeütközésével létrejött Abell 520 nevű halmazról összegyűjtött adatok az optikai távcsövek megfigyeléseivel kiegészülve meglehetően zavaros képet rajzoltak ki a csillagászok elé. Egy sötét anyag mag tűnt elő, ami tartalmazott ugyan forró gázokat, fényes galaxisoknak azonban nyomát sem látták. Ezen felül egy "világos területet" is észleltek, ahol egy galaxis csoport helyezkedik el, sötét anyagot azonban alig detektáltak, azaz nagyon úgy tűnik, hogy a sötét anyag mégis különválhat a galaxisoktól.

Az eredményeket elemző Victoria Egyetem csillagászai nem leplezték meglepődésüket, mondván, ilyen jelenséggel még nem találkoztak, így ez alaposan próbára teheti a sötét anyag viselkedéséről eddig összeszedett ismereteiket.

Míg a Lövedék-halmaz esetében az ütközéssel a forró gáz lelassult, a galaxisok és a sötét anyag akadálytalanul haladtak tovább. Ezzel szemben az Abell 520-nál úgy tűnik, míg a galaxisokat nem hátráltatta az ütközés, jelentős mennyiségű sötét anyag maradt a halmaz közepén a forró gázzal.


A sötét anyag és a galaxisok elválása az Abell 520 esetében. A sötét anyag kék, a forró gáz vörös színnel vannak jelölve, a galaxisokat a világos foltok jelzik
Dr. Andisheh Mahdavi, az eredményeket elemző csoport vezetője két lehetséges magyarázattal állt elő, azonban egyik sem kedvez a jelenlegi elméleteknek. Az első szerint a galaxisok egy gravitációs kilökődés sorozat hatására váltak el a sötét anyagtól. Ezzel a magyarázattal az a gond, hogy a számítógépes szimulációkkal eddig nem sikerült olyan kilökődéseket produkálni, melyek elég erősek lettek volna az elválás előidézéséhez. A másik lehetőség szerint a sötét anyagot nem csupán a gravitáció befolyásolja, hanem egy eddig még ismeretlen kölcsönhatás is a részecskéi között. Ez az alternatíva a fizikai alapelvek újragondolását igényelné, mindemellett aligha lehetne megfigyelésekkel alátámasztani.

A sötét anyag mag létezésének megerősítéséhez és a bizonyítékok teljes kibogozásához a kutatók újabb adatokat fognak beszerezni a Chandrától, illetve bevetik a megfigyelésekhez a Hubble Űrtávcsövet is, melyek a csapat reményei szerint megoldják a rejtélyt. Az Abell 520-ról szerzett új adatok várhatóan az Astrophysical Journal október 20-i számában jelennek meg.