Các nhà nghiên cứu tại Đại học Birmingham đã sử dụng các đài quan sát không gian tia X thế hệ mới để nghiên cứu các thiên hà hóa thạch - các nhóm thiên hà cổ đại, trong đó tất cả các thiên hà lớn đã dần dần hợp nhất để tạo thành một thiên hà khổng lồ trung tâm.
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một sự tập trung đáng kể của vật chất tối và bình thường trong lõi của các hệ sao này bị cô lập, so với sự phân bố khối lượng trong các nhóm thiên hà bình thường.
Nhiều thiên hà, bao gồm Dải Ngân hà của chúng ta, cư trú theo nhóm. Đôi khi họ trải qua những cuộc gặp gỡ gần gũi với các thành viên khác trong nhóm. Mô phỏng máy tính dự đoán rằng các tương tác như vậy làm cho các thiên hà lớn xoắn ốc chậm về phía trung tâm của nhóm, nơi chúng có thể hợp nhất để tạo thành một thiên hà khổng lồ duy nhất, dần dần nuốt chửng tất cả các nước láng giềng.
Do nhiều nhóm thiên hà sở hữu một nửa khí nóng và vật chất tối kéo dài, người ta đã dự đoán mười năm trước rằng một nhóm các hệ thống được gọi là nhóm hóa thạch nên tồn tại, trong đó tất cả các thiên hà lớn đã hợp nhất để tạo thành một thiên hà khổng lồ trung tâm. Điều này sẽ được bao quanh bởi một đám mây khí nóng sáng tia X kéo dài ra bên ngoài tới nhiều bán kính thiên hà.
Khi chúng tôi lần đầu tiên phát hiện ra một lượng lớn khí nóng, trong đó một số nhóm thiên hà rất nhỏ được nhúng vào, chúng tôi nhận ra rằng chỉ vài tỷ năm tiến hóa nữa sẽ để lại một thiên hà hợp nhất, khổng lồ, nằm ở trung tâm của một X- sáng chói Trevor Ponman, người đứng đầu nhóm Birmingham, người đưa ra dự đoán này và sau đó phát hiện ra nhóm hóa thạch đầu tiên vào năm 1994.
Các lý thuyết cũng cho rằng các nhóm hóa thạch rơi vào các cụm thiên hà lớn hơn thậm chí có thể chiếm các thiên hà hình elip khổng lồ thường được tìm thấy ở trung tâm của các cụm như vậy.
Nhóm nghiên cứu ở Birmingham đã quan sát sáu nhóm hóa thạch có khả năng trong hai năm qua, tận dụng tầm nhìn sắc nét của Đài quan sát không gian NASAs Chandra X-Ray và độ nhạy cao của ESAs quay quanh đài quan sát tia X XMM-Newton. Sáu nhóm hóa thạch nằm cách Trái đất tới hai tỷ năm ánh sáng. Mục tiêu chính của các đội là khám phá các cơ chế theo đó các nhóm hóa thạch và các thiên hà hình elip khổng lồ được hình thành.
Chìa khóa của nghiên cứu là sự phân bố vật chất tối trong các nhóm hóa thạch. Vật chất bí ẩn này bao gồm hơn 80% khối lượng của Vũ trụ, nhưng bản chất của nó vẫn chưa được biết. Vật chất tối chưa bao giờ được phát hiện trực tiếp, nhưng sự hiện diện của nó được suy ra thông qua ảnh hưởng của nó đối với vật chất thông thường.
Thiên hà hình elip lớn NGC 6482 được nhóm nghiên cứu đặc biệt quan tâm, vì đây là nhóm hóa thạch được biết đến gần nhất và có thể được nghiên cứu rất chi tiết. Người khổng lồ bị cô lập này, tỏa sáng tương đương 110 tỷ Mặt trời, nằm cách chòm sao Hercules 100 triệu năm ánh sáng. Sử dụng máy quang phổ hình ảnh Chandras Advanced CCD, Habib Khosroshahi, Trevor Ponman và Laurence Jones, đã sử dụng các quan sát về khí nóng để theo dõi sự phân bố của vật chất tối trong NGC 6482. Khí được đốt nóng đến nhiệt độ 10 triệu độ C, chủ yếu là do sốc. sưởi ấm như là kết quả của sự sụp đổ lực hấp dẫn.
Phát biểu hôm nay tại Hội nghị Thiên văn học Quốc gia RAS ở Birmingham, Habib Khosroshahi đã mô tả việc phát hiện ra một nồng độ vật chất tối đáng chú ý trong lõi của NGC 6482. Khosroshahi cũng mô tả thêm hai ví dụ về nồng độ khối lượng lớn trong các thiên hà lớn hơn và xa hơn được nghiên cứu bởi cả kính thiên văn Chandra và XMM-Newton, mặc dù trường hợp NGC 6482 là duy nhất, vì có thể thăm dò trung tâm của hệ thống với độ chính xác cao hơn.
Theo Khosroshahi, nồng độ khối lượng ở trung tâm của các nhóm thiên hà cổ đại này, phần lớn ở dạng vật chất tối, được tìm thấy cao hơn năm lần so với các nhóm thiên hà bình thường có khối lượng và kích thước quầng tương tự. Sự tập trung khối lượng trung tâm này hỗ trợ cho ý tưởng rằng các nhóm hóa thạch như NGC 6482 là những cấu trúc rất cũ đã sụp đổ từ lâu trước khi các nhóm thiên hà điển hình hình thành. Khosroshahi giải thích cho sự phân bố vật chất tối tập trung như vậy có thể là hệ thống hình thành ở độ dịch chuyển rất cao khi Vũ trụ còn rất trẻ và dày đặc, Khosroshahi nói.
Ưu điểm lớn của các nhóm hóa thạch so với các nhóm bình thường là không có tương tác thiên hà lớn, có thể khuấy khí nóng, đang diễn ra, ông nói thêm. Do đó, họ cung cấp các phòng thí nghiệm lý tưởng để nghiên cứu các tính chất của vật chất có thể nhìn thấy dưới dạng khí và sao cũng như vật chứa của chúng, vật chất tối.
Nguồn gốc: RAS News phát hành
