Vật chất tối tiếp tục làm các nhà thiên văn học bối rối, khi Đài quan sát tia X của NASA đã chứng minh bằng việc phát hiện một phong bì vật chất tối bao quanh một thiên hà hình elip bị cô lập. Phát hiện này mâu thuẫn với dữ liệu quang học gợi ý sự vật chất tối xung quanh các thiên hà tương tự và đặt ra câu hỏi về cách các thiên hà thu nhận và giữ các quầng vật chất tối như vậy.
Thiên hà quan sát được gọi là NGC 4555, không bình thường ở chỗ nó là một thiên hà hình elip khá lớn, không phải là một phần của một nhóm hoặc cụm thiên hà. Trong một bài báo được xuất bản trong số ra ngày 1 tháng 11 năm 2004 của Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia, Ewan O'Sullivan thuộc Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge, MA và Trevor Ponman của Đại học Birmingham, Vương quốc Anh , sử dụng dữ liệu Chandra để chỉ ra rằng thiên hà được nhúng trong đám mây khí 10 triệu độ C.
Đám mây khí nóng này có đường kính khoảng 400.000 năm ánh sáng, gấp khoảng hai lần thiên hà nhìn thấy được. Một phong bì khổng lồ, hay quầng sáng, của vật chất tối là cần thiết để giam cầm đám mây nóng với thiên hà. Tổng khối lượng của quầng vật chất tối gấp khoảng mười lần khối lượng kết hợp của các ngôi sao trong thiên hà và gấp 300 lần khối lượng của đám mây khí nóng.
Một bằng chứng ngày càng tăng cho thấy vật chất tối - tương tác với chính nó và vật chất bình thường chỉ thông qua trọng lực - là dạng vật chất chủ yếu trong vũ trụ. Theo lý thuyết vật chất tối lạnh phổ biến của người Viking, vật chất tối bao gồm các hạt bí ẩn còn sót lại từ vũ trụ ban đầu dày đặc đang di chuyển chậm khi các thiên hà và cụm thiên hà bắt đầu hình thành.
Các đặc tính quan sát được của NGC 4555 xác nhận rằng các thiên hà hình elip có thể sở hữu các quầng vật chất tối của riêng chúng, bất kể môi trường của chúng là gì. Điều này đặt ra một câu hỏi quan trọng: điều gì quyết định liệu các thiên hà hình elip có halos vật chất tối không?
Hầu hết các thiên hà hình elip lớn được tìm thấy trong các nhóm và cụm thiên hà, và có khả năng là sản phẩm của sự hợp nhất của hai thiên hà xoắn ốc. Trong một môi trường như vậy, các quầng vật chất tối có thể bị tước đi bởi lực thủy triều hấp dẫn và thêm vào các thiên hà khác hoặc toàn bộ nhóm. Do đó, rất khó để xác định các thiên hà ban đầu có bao nhiêu vật chất tối và chúng đã mất bao nhiêu cho toàn bộ nhóm thông qua các tương tác với môi trường của chúng.
Tầm quan trọng của vấn đề lượng vật chất tối nội tại liên quan đến thiên hà hình elip gần đây đã tăng lên do một báo cáo của một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế do Aaron Romanowsky thuộc Đại học Nottingham, Vương quốc Anh dẫn đầu. Nhóm này tìm thấy rất ít, nếu có bất kỳ bằng chứng nào về vật chất tối trong ba thiên hà hình elip tương đối gần đó. Hai trong số này thuộc các nhóm thiên hà lỏng lẻo và một nhóm bị cô lập. Kết quả của họ, dựa trên dữ liệu quang học từ Kính viễn vọng William Herschel 4.2 mét trên đảo La Palma của Tây Ban Nha, mâu thuẫn rõ ràng với dữ liệu tia X trên NGC 4555. Kỹ thuật quang học được sử dụng để tìm kiếm vật chất tối trong các thiên hà hình elip gần đó không thể áp dụng cho NGC 4555 vì nó cách Trái đất hơn 3 lần.
Các thiên hà được quan sát bởi Romanowsky và các đồng nghiệp đã mất các quầng sáng vật chất tối của chúng thông qua các tương tác trước đó với các thiên hà khác, hoặc các quầng vật chất tối của chúng được mở rộng hơn nhiều, hoặc chúng hình thành mà không có quầng sáng vật chất tối. Tùy chọn đầu tiên có thể cho các thiên hà theo nhóm, nhưng rất khó xảy ra đối với thiên hà bị cô lập. Các tùy chọn thứ hai và thứ ba vẫn còn mở, nhưng sẽ yêu cầu sửa đổi - có lẽ là một sửa đổi lớn - về lý thuyết vật chất tối lạnh về sự hình thành thiên hà.
Đây rõ ràng là một câu hỏi đáng được xem xét thêm. Có vẻ như nhiều công việc mang tính lý thuyết và quan sát hơn về các thiên hà hình elip sẽ được yêu cầu trước khi vấn đề này có thể được giải quyết.
Chandra đã quan sát NGC 4555 bằng Máy quang phổ ảnh tiên tiến (ACIS) vào tháng 2 năm 2003. Trung tâm bay không gian NASA Marshall Marshall, Huntsville, Ala., Quản lý chương trình Chandra cho Văn phòng Khoa học vũ trụ của 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.
Thông tin bổ sung và hình ảnh có sẵn tại:
http://framra.harvard.edu
và
http://framra.nasa.gov
Nguồn gốc: Chandra News phát hành
