Vedci z University of Birmingham využili novú generáciu röntgenových vesmírnych observatórií na štúdium fosílnych galaxií - starovekých galaxií, v ktorých sa všetky veľké galaxie postupne zlúčili a vytvorili jednu centrálnu obrovskú galaxiu.
Astronómovia objavili pozoruhodnú koncentráciu tmavej a normálnej hmoty v jadrách týchto izolovaných hviezdnych systémov v porovnaní s distribúciou hmoty v normálnych skupinách galaxií.
Mnoho galaxií, vrátane našej Mliečnej dráhy, býva v skupinách. Niekedy zažívajú úzke stretnutia s ostatnými členmi skupiny. Počítačové simulácie predpovedajú, že také interakcie spôsobujú, že veľké galaxie sa pomaly točia smerom do stredu skupiny, kde sa môžu zlúčiť a vytvoriť jedinú obrovskú galaxiu, ktorá postupne prehltne všetkých svojich susedov.
Pretože mnoho galaxických skupín má rozšírené halos horúceho plynu a temnej hmoty, pred desiatimi rokmi sa predpokladalo, že by mala existovať skupina systémov nazývaných fosílne skupiny, v ktorých by sa všetky hlavné galaxie zlúčili a vytvorili jednu centrálnu obrovskú galaxiu. Toto by bolo obklopené rôntgenovým žiarením mrakov horúceho plynu, ktorý siaha smerom von k mnohým galaktickým polomerom.
Keď sme prvýkrát objavili veľké halopy horúceho plynu, v ktorých sú zabudované niektoré veľmi kompaktné skupiny galaxií, uvedomili sme si, že len pár miliárd rokov ďalšieho vývoja by zanechala jedinú obrovskú, zlúčenú galaxiu, ktorá sedí v strede jasného X- ray halo, povedal Trevor Ponman, vodca skupiny Birmingham, ktorý urobil túto predpoveď a potom objavil prvú fosílnu skupinu v roku 1994.
Teórie tiež naznačujú, že fosílne skupiny, ktoré spadajú do ešte väčších zhlukov galaxií, môžu zodpovedať za obrovské eliptické galaxie, ktoré sa často nachádzajú v strede takýchto zhlukov.
Tím Birmingham v posledných dvoch rokoch pozoroval šesť pravdepodobných fosílnych skupín, pričom využil ostré videnie röntgenového vesmírneho observatória Chandra NASA a vysokej citlivosti ESA obiehajúcich röntgenové observatórium XMM-Newton. Šesť fosílnych skupín sa nachádza do dvoch miliárd svetelných rokov od Zeme. Hlavným cieľom tímov bolo preskúmať mechanizmy, ktorými sa tvoria fosílne skupiny a obrovské eliptické galaxie.
Kľúčom k štúdii bolo rozdelenie temnej hmoty v fosílnych skupinách. Táto záhadná hmota predstavuje viac ako 80 percent hmotnosti vesmíru, ale jej podstata nie je známa. Temná hmota sa nikdy priamo nezistila, ale jej prítomnosť sa odvodzuje prostredníctvom jej gravitačného vplyvu na bežnú hmotu.
Tím sa osobitne zaujímal veľká eliptická galaxia NGC 6482, pretože je najbližšou známou fosílnou skupinou a bolo možné ju podrobne študovať. Tento izolovaný obor, ktorý svieti s ekvivalentom 110 miliárd Slnka, sa nachádza 100 miliónov svetelných rokov v súhvezdí Hercules. Habib Khosroshahi, Trevor Ponman a Laurence Jones, používajúci Chandras Advanced CCD Imaging Spectrometer, použil pozorovania horúceho plynu na sledovanie distribúcie tmavej hmoty v NGC 6482. Plyn je zahrievaný na teplotu 10 miliónov stupňov Celzia, hlavne kvôli šoku. zahrievanie v dôsledku gravitačného kolapsu.
Habib Khosroshahi dnes na Národnom stretnutí astronómie RAS v Birminghame opísal objav pozoruhodnej koncentrácie temnej hmoty v jadre NGC 6482. Khosroshahi tiež opísal dva ďalšie príklady vysokej koncentrácie v hmotnejších a vzdialenejších fosílnych galaxiách, ktoré študoval ďalekohľady Chandra aj XMM-Newton, hoci prípad NGC 6482 je jedinečný, pretože je možné snímať stred systému s väčšou presnosťou.
Podľa Khosroshahiho bolo zistené, že koncentrácia hmoty v strede týchto starovekých galaxických skupín, ktorá je väčšinou vo forme temnej hmoty, je typicky päťkrát vyššia ako v normálnych galaxických skupinách s podobnou hmotnosťou a veľkosťou halo. Táto centrálna koncentrácia hmoty podporuje myšlienku, že fosílne skupiny, ako je NGC 6482, sú veľmi staré štruktúry, ktoré sa zrútili dlho predtým, ako sa vytvorili typické skupiny galaxií. "Vysvetlenie takéhoto centralizovaného rozdelenia temnej hmoty by mohlo byť, že systém sa vytvoril pri veľmi vysokom červenom posunu, keď bol vesmír veľmi mladý a hustý," uviedol Khosroshahi.
Veľkou výhodou fosílnych skupín v porovnaní s normálnymi skupinami je, že nedochádza k žiadnym väčším interakciám galaxií, ktoré môžu miešať horúci plyn. Preto poskytujú ideálne laboratóriá na štúdium vlastností viditeľnej látky vo forme plynu a hviezd, ako aj ich obalu, tmavej hmoty.
Pôvodný zdroj: RAS News Release
