Tín dụng hình ảnh: Chandra
Một hình ảnh mới được chụp bởi đài thiên văn tia X Chandra đang giúp các nhà thiên văn học hiểu được thành phần của vật chất tối trong Vũ trụ. Dữ liệu X-quang cho thấy mật độ của vật chất tối tăng dần đều đến trung tâm của thiên hà, phù hợp với dự đoán của mô hình vật chất tối lạnh Hồi giáo. Mô hình này được đặt tên từ giả định rằng các hạt vật chất tối đang di chuyển chậm khi các thiên hà lần đầu tiên hình thành và tương tác với vật chất bình thường chỉ thông qua trọng lực.
Các nhà thiên văn học đã sử dụng Đài quan sát tia X của NASA NASA Chandra để thực hiện cuộc thăm dò chi tiết nhất về sự phân bố vật chất tối trong một cụm thiên hà khổng lồ. Kết quả của họ chỉ ra rằng khoảng 80% vật chất trong vũ trụ bao gồm vật chất tối lạnh - các hạt hạ nguyên tử bí ẩn còn sót lại từ vũ trụ sơ khai dày đặc.
Chandra đã quan sát một cụm thiên hà có tên Abell 2029 nằm cách Trái đất khoảng một tỷ năm ánh sáng. Cụm sao gồm hàng ngàn thiên hà được bao bọc trong một đám mây khí nóng khổng lồ và một lượng vật chất tối tương đương với hơn một trăm nghìn tỷ Mặt trời. Ở trung tâm của cụm sao này là một thiên hà khổng lồ, có hình elip được cho là được hình thành từ sự hợp nhất của nhiều thiên hà nhỏ hơn. Dữ liệu X-quang cho thấy mật độ của vật chất tối tăng lên một cách trơn tru trong suốt thiên hà trung tâm của cụm. Phát hiện này phù hợp với dự đoán của các mô hình vật chất tối lạnh và trái ngược với các mô hình vật chất tối khác dự đoán sự chững lại của lượng vật chất tối ở trung tâm cụm.
Aaron tôi thực sự ngạc nhiên về việc chúng ta có thể đo lường vật chất tối sâu đến tận cốt lõi của một cụm giàu đến mức nào, ông Aaron Lewis thuộc Đại học California, Irvine, tác giả chính của bài báo mô tả kết quả trong một số báo gần đây Tạp chí vật lý thiên văn. Chúng tôi vẫn có rất ít ý tưởng về bản chất chính xác của các hạt này, nhưng kết quả của chúng tôi cho thấy chúng phải hoạt động giống như vật chất tối lạnh.
Vật chất tối lạnh có tên từ giả định rằng các hạt vật chất tối đang di chuyển chậm khi các thiên hà và cụm thiên hà bắt đầu hình thành. Các hạt vật chất tối tương tác với nhau và vật chất bình thường, chỉ thông qua trọng lực.
Các nhà thiên văn học thành công trong việc đặt các ràng buộc chặt chẽ như vậy vào phân bố vật chất tối một phần là do khả năng của Chandra, để tạo ra một bản đồ nhiệt độ và cường độ phân giải cao, và một phần do họ chọn mục tiêu. Các cụm và thiên hà trung tâm đều đặn khác thường, ít hoặc không có dấu hiệu xáo trộn.
Khí nóng trong một cụm được giữ trong cụm chủ yếu bởi trọng lực của vật chất tối, do đó sự phân bố khí nóng được xác định bởi vật chất tối. Bằng cách đo chính xác sự phân bố tia X từ khí nóng, các nhà thiên văn học đã có thể thực hiện phép đo tốt nhất về sự phân bố vật chất tối ở vùng bên trong của cụm thiên hà.
David Trong khi Abell 2029 có thể gây nhàm chán cho người bình thường khi nhìn vào, thì David Buote, đồng tác giả của bài báo nói, đó là một niềm vui thuần túy đối với các nhà vật lý thiên văn học, bởi vì nó cho phép so sánh rất đơn giản và chính xác về lý thuyết và quan sát."
Như một trường hợp cụ thể, các quan sát trước đây về cụm thiên hà Hydra A của Larry David thuộc Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Mass và các đồng nghiệp đã tìm thấy một kết quả tương tự nhưng bằng chứng về hoạt động nổ trong thiên hà trung tâm đã gây khó khăn cho rút ra kết luận chắc chắn về bản chất của vật chất tối. Hồ sơ vật chất tối được suy luận cho Abell 2029 cung cấp bằng chứng cho thấy kết quả Hydra là đáng tin cậy và là một xác nhận độc lập quan trọng đối với các dự đoán vật chất tối lạnh.
John Stocke thuộc Đại học Colorado, Boulder cũng tham gia vào nghiên cứu này. Chandra đã quan sát Abell 2029 bằng máy dò ACIS trong 5,6 giờ ngày 12 tháng 4 năm 2000. Trung tâm bay không gian NASA Marshall Marshall, Huntsville, Ala., Quản lý chương trình Chandra cho Văn phòng Khoa học Vũ trụ, Trụ sở NASA, Washington. Northrop Grumman của Redondo Beach, Calif., Trước đây là TRW, Inc., là nhà thầu phát triển chính cho đài quan sát. Đài quan sát vật lý thiên văn Smithsonian kiểm soát các hoạt động khoa học và chuyến bay từ Trung tâm X-quang Chandra ở Cambridge, Mass.
Nguồn gốc: Chandra News phát hành
