Istraživači sa Sveučilišta u Birminghamu koristili su novu generaciju rendgenskih svemirskih opservatorija za proučavanje fosilnih galaksija - drevnih skupina galaksija u kojima su se sve velike galaksije postupno spojile u jednu središnju gigantsku galaksiju.
Astronomi su otkrili nevjerojatnu koncentraciju tamne i normalne materije u jezgrama ovih izoliranih zvjezdanih sustava, u usporedbi s raspodjelom mase u normalnim skupinama galaksija.
Mnoge galaksije, uključujući i naš Mliječni put nalaze se u skupinama. Ponekad doživljavaju bliske susrete s ostalim članovima grupe. Računalne simulacije predviđaju da takve interakcije uzrokuju da se velike galaksije sporo spiraju prema središtu skupine, gdje se mogu spojiti u jednu jedinstvenu galaksiju, koja progresivno proguta sve svoje susjede.
Budući da mnoge skupine galaksija posjeduju proširene halogene vruće plinove i tamne materije, prije deset godina predviđalo se da bi trebala postojati klasa sustava nazvanih fosilnih skupina u kojima bi se sve glavne galaksije spojile u jednu središnju gigantsku galaksiju. Ovo bi bilo okruženo oblakom vrućeg plina koji zrači rendgenskim zrakama, a koji se pruža sve do mnogih galaktičkih polumjera.
Kada smo prvi put otkrili velike oreole vrućeg plina u koji su ugrađene neke vrlo kompaktne skupine galaksija, shvatili smo da će samo nekoliko milijardi godina daljnje evolucije ostaviti jednu, golemu, spojenu galaksiju koja sjedi u središtu svijetlog X- zraka halo, rekao je Trevor Ponman, vođa grupe iz Birminghama koji je napravio ovo predviđanje, a zatim otkrio prvu fosilnu skupinu 1994. godine.
Teorije također sugeriraju da fosilne skupine koje upadaju u još veće grozdove galaksija mogu činiti džinovske eliptične galaksije koje se često nalaze u središtima takvih klastera.
Tim iz Birminghama promatrao je šest vjerojatnih fosilnih skupina u protekle dvije godine, iskorištavajući oštri vid NASA-e Chandra X-Ray Space Observatory i visoku osjetljivost ESA-a koji orbitiraju XMM-Newtonovim opservatorijom. Šest fosilnih skupina nalazi se na dvije milijarde svjetlosnih godina od Zemlje. Glavni cilj timova bio je istražiti mehanizme pomoću kojih se formiraju fosilne grupe i divovske eliptične galaksije.
Ključ studije bila je raspodjela tamne materije u fosilnim skupinama. Ta misteriozna tvar čini preko 80 posto mase svemira, ali njegova priroda nije poznata. Tamna materija nikada nije izravno otkrivena, ali se o njezinoj prisutnosti zaključuje gravitacijskim utjecajem na običnu tvar.
Velika eliptična galaksija NGC 6482 poseban je interes za tim, budući da je to najbliža poznata fosilna skupina i mogla se detaljno proučavati. Ovaj izolirani div, koji svijetli s ekvivalentom 110 milijardi Sunca, nalazi se 100 milijuna svjetlosnih godina u zviježđu Herkul. Koristeći Chandras-ov napredni CCD spektrometar za slikanje, Habib Khosroshahi, Trevor Ponman i Laurence Jones upotrijebili su promatranje vrućeg plina za praćenje raspodjele tamne tvari u NGC 6482. Plin se zagrijava do temperature od 10 milijuna Celzijevih stupnjeva, uglavnom zbog šoka zagrijavanje kao posljedica gravitacijskog kolapsa.
Govoreći danas na Nacionalnom sastanku astronomije RAS-a u Birminghamu, Habib Khosroshahi opisao je otkriće nevjerojatne koncentracije tamne materije u jezgri NGC 6482. Khosroshahi je također opisao još dva primjera velike koncentracije mase u masivnijim i udaljenijim fosilnim galaksijama koje je proučavao i Chandra i XMM-Newton teleskopi, iako je slučaj NGC 6482 jedinstven, jer je moguće sondirati centar sustava s većom preciznošću.
Prema Khosroshahiju, ustanovljeno je da je koncentracija mase u središtu tih drevnih galaksijskih skupina, koja je uglavnom u obliku tamne materije, obično pet puta veća nego u normalnim skupinama galaksija slične mase i veličine haloa. Ta središnja koncentracija mase podupire ideju da su fosilne skupine poput NGC 6482 vrlo stare strukture koje su se srušile mnogo prije nego što su se formirale tipične skupine galaksija. "Objašnjenje za takvu centraliziranu raspodjelu tamne materije moglo bi biti da se sustav formirao u vrlo velikom crvenom pomaku kad je svemir bio vrlo mlad i gust, rekao je Khosroshahi.
Velika prednost fosilnih skupina u usporedbi s normalnim skupinama je ta što ne postoji nikakva glavna interakcija galaksije, koja može miješati vrući plin, dodao je. Stoga pružaju idealne laboratorije za proučavanje svojstava vidljive materije u obliku plina i zvijezda, kao i njihovog spremnika, tamne materije.
Izvorni izvor: RAS News Release
