Tamna materija možda i nije toliko tamna kao što se mislilo

Korištenjem Muse (Multi Unit Spectroscopic Explorer) jednoj od ESO-vih (European Space Agency) najmodernijih svjetskih zvjezdarnica VLT (Very Large Telescope) u Čileu, zajedno sa slikama iz Hubblea u orbiti, tim astronoma istodobno je proučavao sudar četiri galaksije u grupi galaksija Abell 3827. Tim je uspio pronaći gdje se masa nalazi u sustavu i usporediti distribuciju tamne tvari s pozicijama svjetlećih galaksija.

Iako se tamna tvar ne može vidjeti, tim je mogao utvrditi njezin položaj koristeći tehniku pod nazivom gravitacijsko fokusiranje. Ispostavilo se da se sudar dogodio neposredno ispred mnogo udaljenijeg, nepovezanog izvora. Masa tamne tvari oko galaksija koje se sudaraju ozbiljno je izobličila prostor i vrijeme, promijenila put zraka svjetlosti koje dolaze iz daleke pozadinske galaksije te iskrivila njihovu sliku u karakteristične tvorevine u obliku luka.

Naše trenutno shvaćanje je da sve galaksije postoje unutar pramenova tamne tvari. Bez ograničavajućeg učinka gravitacije tamne tvari, galaksije poput Mliječne staze bacale bi same sebe, i to u smjeru u kojem se okreću. Kako bi se to spriječilo 85 posto mase Svemira mora postojati kao tamna materija, no ipak njezina prava priroda ostaje misterij.

Zaostajanje tamne tvari iza galaksije

U ovoj studiji istraživači su promatrali četiri galaksije koje se sudaraju i utvrdili da je jedan pramen tamne tvari zaostao iza galaksije koju okružuje. Tamna tvar je trenutno 5000 svjetlosnih godina (50 000 milijuna milijuna kilometara) iza galaksije - NASA-inoj letjelici Voyager bi trebalo 90 milijuna godina da otputuje tako daleko.

Zaostajanje između tamne materije i njezine galaksije je predviđeno tijekom sudara ako tamna tvar komunicira sama sa sobom, čak i vrlo malo, kroz druge sile osim gravitacije. Tamna tvar nikada prije nije bila promatrana u interakciji na bilo koji drugi način osim putem sile gravitacije.

Glavni autor pri Sveučilištu Durham Richard Massey objašnjava: "Do sada smo mislili da tamna tvar ne služi ničemu osim za gravitacijske poslove. Međutim, ako se tamna tvar usporila tijekom ovog sudara, to bi mogao biti prvi dokaz bogate fizike u tamnom sektoru - skriveni Svemir svuda oko nas."

Znanstvenici ističu da je potrebno provesti više istraživanja drugih učinaka koji bi mogli proizvesti to usporavanje. Potrebno će biti napraviti i slična zapažanja kod drugih galaktika, kao i računalne simulacije sudara galaksija.

Član tima Liliya Williams sa Sveučilišta u Minnesoti dodaje: "Mi znamo da tamna tvar postoji zbog načina na koji je u interakciji gravitacijski, pomažući u oblikovanju Svemira, ali još uvijek znamo premalo o tome što je tamna tvar zapravo. Naše opažanje sugerira da bi tamna tvar mogla biti u interakciji i s drugim silama osim gravitacije, što znači da možemo isključiti neke ključne teorije o tome što bi tamna tvar mogla biti. "

Ovaj rezultat nastavak je nedavnih rezultata koje je tim dobio promatranjem 72 sudaranja galaktičkih klastera te otkrića da tamna tvar komunicira vrlo malo sama sa sobom. Međutim, novi posao odnosi se na kretanje pojedinih galaksija, a ne skupina galaksija. Istraživači kažu da bi sudaranja tih galaksija trajala dulje od sudara promatranih u prethodnoj studiji – čime se omogućuje čak i jednoj malenoj sili trenja da se izgradi tijekom vremena i stvori mjerljivo zaostajanje.

Gledani zajedno, oba rezultata obuhvaćaju ponašanje tamne tvari po prvi put. Massey je dodao: "Konačno smo na dobrom putu u upoznavanju tamne tvari iznad i ispod – nadopunjujući svoje znanje iz dva smjera."

Izvor: ESO