Universumis on rohkem tumedat ainet kui tavalist ainet ja tavaliselt on nad galaktikates kõik omavahel segunenud. Hiiglaslike galaktikaparvede kokkupõrkel tekivad klastrites olevad kuumad gaasipilved üksteise kaudu läbides hõõrdumist, eraldades need tähtedest. See hõõrdumine ei mõjuta ka tumedat ainet, seega said astronoomid arvutada selle raskusjõu mõju tavalisele ainele.
Tume ja normaalne aine on lahutatud kahe suure galaktikate klastri tohutu kokkupõrkest. NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskuse ja teiste teleskoopide abil tehtud avastus annab otseseid tõendeid tumeaine olemasolu kohta.
"See on peale Suure Paugu kõige energilisem kosmiline sündmus, millest me teame," ütles meeskonna liige Maxim Markevitch Harvardi-Smithsoni astrofüüsika keskusest Cambridge'is, Mass.
Need tähelepanekud annavad tugevaima tõendi, et suurem osa universumi ainest on tume. Vaatamata tumeda aine kohta tehtud tõenditele, on mõned teadlased välja pakkunud alternatiivsed gravitatsiooni teooriad, kus see on galaktikavahelistes skaalades tugevam, kui Newton ja Einstein ennustasid, eemaldades vajaduse tumeda aine järele. Sellised teooriad ei suuda siiski selgitada selle kokkupõrke täheldatud mõju.
"Universum, kus domineerivad tumedad asjad, tundub meeletu, seetõttu tahtsime testida, kas meie mõtlemises on mingeid põhilisi vigu," ütles Tucsoni Arizona ülikooli ülikool ja uuringu juht Doug Clowe. "Need tulemused on otsene tõend tumeaine olemasolu kohta."
Galaktikaparvedes on normaalne aine nagu aatomid, mis moodustavad tähed, planeedid ja kõik Maa peal, peamiselt kuuma gaasi ja tähtede kujul. Kuuma gaasi mass galaktikate vahel on palju suurem kui tähtede mass kõigis galaktikates. Seda normaalset ainet seob klastris veelgi suurema tumeaine mass. Ilma tumeaineta, mis on nähtamatu ja mida saab tuvastada ainult selle raskuse kaudu, lendaksid kiiresti liikuvad galaktikad ja kuum gaas kiiresti laiali.
Meeskonnale anti rohkem kui 100 tundi Chandra teleskoobiga galaktikaparve 1E0657-56 vaatlemiseks. Klastrit tuntakse ka kui kuuliklastrit, kuna see sisaldab suurejoonelist kuulikujulist saja-miljoni kraadise gaasi pilvi. Röntgenipilt näitab kuuli kuju tuule tõttu, mis on põhjustatud väiksema klastri kiirest kokkupõrkest suuremaga.
Massi asukoha määramiseks klastrites kasutati lisaks Chandra vaatlusele Hubble'i kosmoseteleskoopi, Euroopa Lõunavaatluskeskuse väga suurt teleskoopi ja Magellani optilisi teleskoope. Selleks tehti gravitatsioonilise läätse mõju mõõtmine, kus klastrite raskusjõud moonutab valgust taustgalaktikatest, nagu ennustas Einsteini üldrelatiivsusteooria.
Selles kokkupõrkes olevat kuuma gaasi pidurdas õhutakistusele sarnane tõmbejõud. Seevastu tumedat ainet löök ei aeglustanud, kuna see ei mõjuta vahetult iseenda ega gaasiga, välja arvatud raskuse kaudu. See eraldas andmetes nähtud tumeda ja normaalse aine. Kui kuum gaas oleks klastrites kõige massiivsem komponent, nagu pakutakse alternatiivsetes gravitatsiooniteooriates, poleks sellist eraldumist nähtud. Selle asemel on vaja tumedat ainet.
"See on seda tüüpi tulemus, mida tulevased teooriad peavad arvestama," ütles Chicago ülikooli kosmoloog Sean Carroll, kes uuringuga ei tegelenud. "Pimeda aine tõelise olemuse mõistmisel liikudes on seda uut tulemust võimatu ignoreerida."
See tulemus annab teadlastele ka suurema kindluse, et Maal ja Päikesesüsteemis tuttav Newtoni gravitatsioon toimib ka galaktikaparvede tohututel skaaladel.
"Oleme selle raskuse lünga sulgenud ja oleme selle nähtamatu asja nägemisele lähemale jõudnud kui kunagi varem," sõnas Clowe.
Need tulemused avaldatakse ajakirja The Astrophysical Journal Letters peatses numbris. NASA Marshalli kosmoselennukeskus, Huntsville, Ala, juhib agentuuri teadusmissiooni direktoraadi Chandra programmi. Smithsoniani astrofüüsikaline vaatluskeskus kontrollib teadust ja lennutegevust Chandra röntgenikeskuses, Cambridge, Mass.
Algne allikas: Chandra pressiteade
