Nowe badanie przeprowadzone przez Bardzo Duży Teleskop (Bardzo Duży Teleskop, w skrócie VLT) Europejskiej Agencji Kosmicznej i Kosmicznego Teleskopu Hubble'a NASA po raz pierwszy pokazało, że materia może również wchodzić w interakcje z samym sobą - odkrycie, które na pierwszy rzut oka przeczy że wiedzieliśmy o naturze tej niewidzialnej masy.
Co się dzieje?
Korzystając z zaawansowanego narzędzia astronomicznego MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) bez teleskopów VLT i Hubble, astronomowie mogli oglądać 4 zderzające się galaktyki w gromadzie galaktyk Abell 3827. Jest to ogromna gromada, która często ma efekt soczewki grawitacyjnej.
Wszystkie galaktyki składają się głównie z ciemnej materii. Bez tej niewidzialnej masy, która stanowi około 85 procent całej masy Wszechświata, obserwacje materii widzialnej w galaktykach nie miałyby sensu, ponieważ gwiazdy po prostu się rozpraszały. Ale w obecności ciemnej materii galaktyki zachowują swoją strukturę.
Obserwując Abell 3827, astronomowie dowiedzieli się, że ciemna materia istnieje dzięki efektowi soczewki grawitacyjnej: gwiazdy znajdujące się za gromadą galaktyk uległy zniekształceniu w czasoprzestrzeni. Jeśli usuniesz grawitacyjny wpływ widzialnej części galaktyki, pozostanie ogromny składnik grawitacyjny, pozwalając astronomom na dokładny pomiar liczby i lokalizacji ciemnych chmur materii w gromadzie galaktyk. Wykorzystując tę metodę do określenia lokalizacji ciemnej materii w 4 zderzających się galaktykach, astronomowie doszli do wniosku, że ciemna materia związana z każdą galaktyką znajduje się około 5000 lat świetlnych za jej widoczną częścią.
Co powoduje to opóźnienie?
Według badań opublikowanych w Journal of Monthly Notices w Królewskim Towarzystwie Astronomicznym 15 kwietnia, nie jest ono spowodowane przez jakiś rodzaj interakcji między galaktycznymi aureolami ciemnej materii, w obrębie galaktyk ograniczających. Kiedy zderzają się galaktyki, materia widzialna oddziałuje zgodnie z oczekiwaniami, ale halo ciemnej materii wydaje się przyciągać do siebie, tworząc opóźnienie 5000 lat świetlnych.
To ekscytujące odkrycie, ale aby zrozumieć, jak ciemna materia oddziałuje ze sobą, tworzy ten efekt skali, potrzebujemy więcej obserwacji i dokładniejszych symulacji komputerowych.
„Wiemy, że ciemna materia istnieje dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu, które pomaga nam patrzeć w odległe zakątki naszego Wszechświata, ale wciąż mamy niewiele katastrofalnych skutków w najciemniejszej materii” - powiedziała badaczka Lily Williams z University of Minnesota. „Nasze obserwacje pokazują, że ciemna materia może wchodzić w interakcje z samym sobą, to znaczy możemy wyeliminować niektóre kluczowe teorie na ten temat”. Odkrycie to zaprzecza niedawnym badaniom 72 gromad galaktyk. Wyniki tego badania wykazały, że ciemna materia oddziałuje bardzo mało ze sobą.
Ale nowe badania skupiają się raczej na pojedynczych zderzających się galaktykach niż na całych gromadach. Mimo to oba badania dostarczyły wyjątkowej okazji do zbadania możliwych oddziaływań ciemnej materii w dwóch różnych skalach.
