Τετάρτη, 27 Αυγούστου 2008

Σύγκρουση σμήνους γαλαξιών δίνει νέα στοιχεία για τη σκοτεινή ύλη

Σμήνος Σφαίρα
1E 0657-56
Απόσταση : 3.8 δισεκατομμύρια έτη φωτός
Η σύνθετη αυτή εικόνα δείχνει το σμήνος γαλαξιών 1E 0657-56, γνωστό και με το όνομα " Σμήνος Σφαίρα ". Το σμήνος αυτό σχηματίστηκε ύστερ' απ' τη σύγκρουση δύο μεγάλων σμηνών, το πιο σφοδρό ενεργειακό γεγονός στο Σύμπαν που γνωρίζουμε μετά το Big Bang.
Το θερμό αέριο που ανίχνευσε το Chandra στις ακτίνες X , φαίνεται εδώ στις συγκεντρώσεις με το ροζ χρώμα και περιέχει την περισσότερη βαρυονική ή " κανονική " ύλη των δύο σμηνών. Η συγκέντρωση με σχήμα σφαίρας στα δεξιά της φωτογραφίας, είναι το θερμό αέριο του ενός σμήνους, που πέρασε μέσα από το θερμό αέριο του άλλου σμήνους κατά τη σύγκρουση.
Μια εικόνα στο ορατό μήκος κύματος από τον Μαγγελάνο και το Hubble, δείχνει τους γαλαξίες με πορτοκαλί και λευκό χρώμα. Σύμφωνα με τους αστρονόμους, οι γαλάζιες περιοχές στη φωτογραφία που βλέπουμε εδώ, είναι οι περιοχές όπου βρίσκεται η μεγαλύτερη μάζα των γαλαξιών των σμηνών. Η συγκέντρωση μάζας προσδιορίζεται βάσει του φαινομένου του βαρυτικού φακού , όπου το φως μακρινών αντικειμένων κάμπτεται από την ενδιάμεση ύλη. Το μεγαλύτερο λοιπόν μέρος της μάζας στα σμήνη ( γαλάζιο ) διαχωρίζεται καθαρά από την κανονική ύλη ( ροζ ), δίνοντας έτσι μια άμεση απόδειξη ότι όλη σχεδόν η ύλη των σμηνών είναι σκοτεινή.
Κατά τη σύγκρουση, το θερμό αέριο σε κάθε σμήνος επιβραδύνθηκε από μια δύναμη παρόμοια με την αντίσταση του αέρα. Η σκοτεινή ύλη αντίθετα, η οποία - εκτός από την βαρυτική αλληλεπίδραση - δεν επιδρά άμεσα με τον εαυτό της ούτε με το αέριο, δεν επιβραδύνθηκε από την σύγκρουση. Κατά τη σύγκρουση επομένως, οι συγκεντρώσεις σκοτεινής ύλης των δύο σμηνών κινήθηκαν μπροστά από το θερμό αέριο, παράγοντας τον διαχωρισμό της σκοτεινής και κανονικής ύλης που βλέπουμε στην εικόνα. Αν το θερμό αέριο ήταν η συνιστώσα με τη μεγαλύτερη μάζα στα σμήνη - όπως προβλέπουν οι εναλλακτικές θεωρίες βαρύτητας - δεν θα βλέπαμε ένα τέτοιο φαινόμενο. Το αποτέλεσμα αυτό αντίθετα, δείχνει ότι εμπλέκεται η σκοτεινή ύλη.
.
MACS J0025.4-1222
Σμήνος γαλαξιών
Απόσταση : 5.7 δισεκατομμύρια έτη φωτός
Άλλη μια λήψη σφοδρής σύγκρουσης σμηνών γαλαξιών από τα διαστημικά τηλεσκόπια της NASA Chandra X-ray και Hubble. Ανάλογα με το ήδη διάσημο Σμήνος Σφαίρα, η σύγκρουση αυτή δίνει ακόμα περισσότερα στοιχεία για την ύπαρξη και τις ιδιότητες της σκοτεινής ύλης.
Ακριβώς όπως το σμήνος Σφαίρα που ανακαλύφθηκε το 2006, το σμήνος MACS J0025.4-1222, σχηματίσθηκε από μια σφοδρή ενεργειακή σύγκρουση μεταξύ δύο σμηνών που βρίσκονται σχεδόν στο επίπεδο του ουρανού. Κι εδώ, ο διαχωρισμός κανονικής και σκοτεινής ύλης είναι ξεκάθαρος. Επειδή βρίσκεται σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση, οι αστρονόμοι γίνονται μάρτυρες μιας σύγκρουσης που συνέβη πριν από εκείνη του σμήνους Σφαίρα και κατά κάποιο τρόπο, το σμήνος MACS J0025 μπορεί να θεωρηθεί ο πρόδρομος αυτής της σύγκρουσης.
Με την τεχνική του βαρυτικού φακού και χρησιμοποιώντας τις εικόνες του Χάμπλ στο ορατό μήκος κύματος, η ομάδα των αστρονόμων κατόρθωσε να συμπεράνει την κατανομή της συνολικής μάζας - σκοτεινής και κανονικής - του σμήνους ( με μπλε χρώμα ). Στη συνέχεια, με τα δεδομένα του Chandra αποτύπωσε με ακρίβεια τη θέση της κανονικής ύλης, αποτελούμενης κυρίως από θερμό αέριο που λάμπει λαμπρά στις ακτίνες Χ ( με ροζ χρώμα ).
Καθώς τα δύο υπερμεγέθη σμήνη που συνιστούν το MACS J0025 (το καθένα από αυτά έχει μάζα εκατομμύρια δισεκατομμύρια φορές περισσότερη από τη μάζα του Ήλιου) συγχωνεύτηκαν με ταχύτητες εκατομμυρίων χιλιομέτρων την ώρα, το θερμό αέριο σε κάθε σμήνος συγκρούστηκε με το θερμό αέριο του άλλου κι επιβραδύνθηκε, ενώ δεν συνέβη το ίδιο και με την σκοτεινή ύλη. Ο διαχωρισμός της ύλης που φαίνεται με τα δύο διαφορετικά χρώματα, αποδεικνύει ακόμη μιά φορά την ύπαρξή της και στηρίζει την άποψη ότι εκτός από την βαρυτική έλξη, τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης αλληλεπιδρούν μεταξύ τους πολύ ασθενώς ή και καθόλου.
.
Προσομείωση σύγκρουσης γαλαξιών ( High Res )
http://chandra.harvard.edu/photo/2008/macs/
Ένα από τα μεγάλα κατορθώματα της σύγχρονης αστρονομίας ήταν ο προσδιορισμός κι η καταγραφή της ύλης και της ενέργειας που περιέχονται στο Σύμπαν. Η επονομαζόμενη σκοτεινή ύλη, αποτελεί περίπου το 23% του περιεχομένου αυτού κι η μάζα της είναι πέντε φορές μεγαλύτερη από την κανονική ύλη που ανιχνεύεται με τα τηλεσκόπια. Τ' αποτελέσματα της σύγκρουσης στο MACS J0025 επιβεβαιώνουν γι' ακόμη μια φορά αυτά τα ευρήματα.
Πηγές στοιχείων : Οι ιστοσελίδες του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων Χ Chandra που ήδη αναφέρθηκαν.
Μετάφραση από τ' αγγλικά : Σ. Πάνου, Σεπτέμβριος 2008.

Δεν υπάρχουν σχόλια: