Tume mateeria ajab astronoomid endiselt segadusse, nagu näitas NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskus, mille abil tuvastati tumeda aine ulatuslik ümbris isoleeritud elliptilise galaktika ümber. See avastus on vastuolus optiliste andmetega, mis viitavad tumeaine vähesusele sarnaste galaktikate ümber ja tekitab küsimusi selle kohta, kuidas galaktikad selliseid tumeaine halosid omandavad ja hoiavad.
Vaadeldud galaktika, tuntud kui NGC 4555, on ebatavaline selle poolest, et see on üsna suur elliptiline galaktika, mis ei kuulu galaktikate rühma või klastrisse. Kuningliku astronoomiaühingu igakuiste teadete 1. novembri 2004. aasta numbris avaldatavas dokumendis tutvustavad Ewan O'Sullivan Cambridge'i Harvard-Smithsonian Astrofüüsika Keskust ja Trevor Ponman Suurbritannia Birminghami ülikoolist , kasutage Chandra andmeid, et näidata, et galaktika on manustatud 10 miljoni kraadi Celsiuse järgi pilve.
Selle kuuma gaasipilve läbimõõt on umbes 400 000 valgusaastat, umbes kaks korda suurem kui nähtava galaktika oma. Kuuma pilve piiritlemiseks galaktikasse on vaja tohutut ümbrist või halogeeni tumedat ainet. Tumeaine halo halo kogumass on umbes kümme korda suurem galaktikas leiduvate tähtede massist ja 300 korda kuuma gaasi pilve massist.
Järjest enam tõendusmaterjali näitab, et tume aine - mis interakteerub iseendaga ja “normaalse” ainega ainult gravitatsiooni kaudu - on universumis mateeria domineeriv vorm. Populaarse „külma tumeaine” teooria kohaselt koosneb tumeaine müstilistest osakestest, mis on jäänud tihedast varasest universumist järele ja mis liikusid aeglaselt, kui galaktikad ja galaktikaparved hakkasid moodustuma.
"NGC 4555 vaadeldud omadused kinnitavad, et elliptilistel galaktikatel võib olla omaenda tumeda aine halosid, sõltumata nende keskkonnast," ütles O’Sullivan. "See tõstatab olulise küsimuse: mis määrab, kas elliptilistes galaktikates on tumeda aine halosid?"
Enamikku suuri elliptilisi galaktikaid leidub galaktikate rühmitustes ja klastrites ning need on tõenäoliselt kahe spiraalgalaktika ühinemise tulemus. Sellises keskkonnas saab tumeaine halod gravitatsioonilise loodejõu abil eemaldada ja lisada teistele galaktikatele või rühmale tervikuna. Seetõttu on keeruline kindlaks teha, kui palju tumedaid aineid oli algsetel galaktikatel ja kui palju on nad keskkonnaga interaktsiooni kaudu kogu rühmale kaotanud.
Elliptilise galaktikaga seotud tumeda aine sisemise hulga teema tähtsus on hiljuti suurenenud tänu Ühendkuningriigi Nottinghami ülikooli Aaron Romanowsky juhitud rahvusvahelise astronoomide meeskonna aruandele. See meeskond leidis kolmes suhteliselt lähedal asuvas elliptilises galaktikas tumeda aine kohta vähe tõendeid. Neist kaks olid lahtistes galaktikarühmades ja üks isoleeriti. Nende tulemus, mis põhineb Hispaania La Palma saarel asuva 4,2-meetrise William Herscheli teleskoobi optilistel andmetel, on selgelt vastuolus NGC 4555 röntgenkiirte andmetega. Optiline tehnika, mida kasutatakse tumedate ainete otsimiseks läheduses asuvates elliptilistes galaktikates ei saanud NGC 4555-le rakendada, kuna see asub Maast enam kui kolm korda kaugel.
Romanowsky ja tema kolleegide täheldatud galaktikad on kaotanud oma tumeaine halosid varasema interaktsiooni käigus teiste galaktikatega või on nende tumeaine halosid palju laienenud või nad on moodustunud ilma tumeaine halodeta. Esimene võimalus on võimalik galaktikate rühmadena, kuid isoleeritud galaktikate puhul väga ebatõenäoline. Teine ja kolmas võimalus on veel lahtised, kuid need vajaksid galaktikate moodustumise külma tumeaine teooria modifitseerimist - võib-olla olulist modifikatsiooni.
"See on selgelt küsimus, mis väärib edasist kaalumist," ütles O’Sullivan. "Tundub tõenäoline, et enne selle probleemi lahendamist on vaja elliptiliste galaktikate osas teha palju rohkem teoreetilist ja vaatluslikku tööd."
Chandra vaatas NGC 4555 oma täpsema CCD-pildispektromeetriga (ACIS) 2003. aasta veebruaris. NASA Marshalli kosmoselennukeskus, Huntsville, Ala, juhib NASA Washingtoni kosmoseteaduse büroo Chandra programmi. Californias Redondo Beachis asuv Northrop Grumman, endine TRW, Inc., oli vaatluskeskuse peamine arendaja. Smithsoniani astrofüüsikaline vaatluskeskus kontrollib teadust ja lennutegevust Chandra röntgenikeskuses Cambridge'is, Mass.
Lisateave ja pildid on saadaval aadressil:
http://chandra.harvard.edu
ja
http://chandra.nasa.gov
Algne allikas: Chandra pressiteade
