V Vesolju je več temne snovi kot običajna snov in so običajno vse zmešane v galaksijah. V trčenju med velikanskimi grozdi galaksije se vroči plinovski oblaki v grozdih srečujejo s trenjem, ko se med seboj prehajajo in jih ločujejo od zvezd. Temno trenje ne vpliva niti na trenje, zato so astronomi lahko izračunali vpliv njegove gravitacije na redno snov.
Temno snov in normalno snov sta razblinila ogromno trčenje dveh velikih grozdov galaksije. Odkritje z NASA-ino rentgensko opazovalnico Chandra in drugimi teleskopi daje neposreden dokaz za obstoj temne snovi.
"To je najbolj velik kozmični dogodek, razen velikega poka, o katerem vemo," je dejal član ekipe Maxim Markevitch iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziko v Cambridgeu, Massachuset.
Ta opažanja so najmočnejši dokaz, da je večina snovi v vesolju temna. Kljub precejšnjim dokazom za temno snov so nekateri znanstveniki predlagali alternativne teorije gravitacije, kjer je ta močnejša na medgalaktičnih lestvicah, kot sta napovedovala Newton in Einstein, in odpravila potrebo po temni snovi. Vendar takšne teorije ne morejo razložiti opaženih učinkov tega trka.
"Vesolje, v katerem prevladujejo temne stvari, se zdi neumno, zato smo želeli preizkusiti, ali obstajajo osnovne napake v našem razmišljanju," je dejal Doug Clowe z univerze Arizona v Tucsonu in vodja študije. "Ti rezultati so neposreden dokaz, da obstaja temna snov."
V grozdih galaksije je normalna snov, tako kot atomi, ki sestavljajo zvezde, planete in vse na Zemlji, v prvi vrsti v obliki vročega plina in zvezd. Masa vročega plina med galaksijami je veliko večja od mase zvezd v vseh galaksijah. To normalno snov v grozdu veže gravitacija še večje mase temne snovi. Brez temne snovi, ki je nevidna in jo je mogoče zaznati le skozi njeno gravitacijo, bi se hitro premikale galaksije in vroči plin hitro razleteli.
Ekipi je bilo na teleskopu Chandra na voljo več kot 100 ur za opazovanje galaksijskega grozda 1E0657-56. Grozd je znan tudi kot bullet grozd, ker vsebuje spektakularen oblak v obliki krogle sto milijonov stopinj plina. Na rentgenski sliki je razvidno, da je oblika krogle posledica vetra, ki nastane pri hitrem trčenju manjše gruče z večjo.
Poleg opazovanja Chandra so za določanje lokacije mase v grozdih uporabili vesoljski teleskop Hubble, zelo velik teleskop evropskega južnega observatorija in optični teleskopi Magellan. To je bilo storjeno z merjenjem učinka gravitacijske leče, kjer gravitacija iz grozdov izkrivlja svetlobo iz ozadnih galaksij, kot je napovedala Einsteinova teorija splošne relativnosti.
Vroči plin v tem trčenju je upočasnil vlečna sila, podobna zračnemu uporu. Nasprotno pa temna snov ni upočasnila udarca, ker ne deluje neposredno s seboj ali s plinom, razen s pomočjo gravitacije. To je povzročilo ločitev temne in normalne snovi, ki jo vidimo v podatkih. Če bi bil vroči plin najbolj množična komponenta v grozdih, kot predlagajo alternativne teorije gravitacije, takšne ločitve ne bi bilo videti. Namesto tega je potrebna temna snov.
"To je rezultat, ki ga bodo morale upoštevati prihodnje teorije," je dejal Sean Carroll, kozmolog z univerze v Chicagu, ki ni bil vključen v študijo. "Ko bomo nadaljevali razumevanje resnične narave temne snovi, bo tega novega rezultata nemogoče prezreti."
Ta rezultat daje znanstvenikom tudi več samozavesti, da newtonska gravitacija, ki jo poznamo na Zemlji in v sončnem sistemu, deluje tudi na ogromnih lestvicah galaksijskih grozdov.
"Zaprli smo vrzel o gravitaciji in približali smo se kot kdaj koli prej to nevidno zadevo," je dejal Clowe.
Ti rezultati so objavljeni v prihajajoči številki časopisa Astrophysical Journal Letters. Nasin center za vesoljske polete Marshall v Huntsvilleu, Alaha, upravlja program Chandra za Direkcijo za znanstveno misijo agencije. Smithsonian Astrophysical Observatory nadzoruje znanost in letalske operacije iz rentgenskega centra Chandra, Cambridge, Mass.
Izvirni vir: Chandra News Release
