Các nhà thiên văn học đang phải vò đầu bứt tai khi quan sát mới về một khối vật chất tối, có vẻ như bị bỏ lại sau khi một sự hợp nhất lớn giữa các cụm thiên hà. Ý nghĩa của khám phá này đặt ra những thách thức đối với những hiểu biết hiện tại về việc vật chất tối ảnh hưởng đến các thiên hà và cụm thiên hà như thế nào.
Ban đầu, các quan sát được thực hiện trong năm 2007 đã bị loại bỏ dưới dạng dữ liệu xấu. Dữ liệu mới thu được từ Kính viễn vọng Không gian Hubble năm 2008 đã xác nhận những quan sát trước đây về vật chất tối và các thiên hà chia tay. Bằng chứng mới dựa trên các quan sát về cụm thiên hà hợp nhất ở xa có tên Abell 520. Tại thời điểm này, các nhà thiên văn học đã thách thức họ trước để giải thích tại sao vật chất tối lại không hành xử như mong đợi.
Kết quả này là một câu đố, nhà thiên văn học James Jee (Đại học California, Davis) cho biết. Vật chất tối tăm không hành xử như dự đoán, và nó rõ ràng không rõ ràng những gì đang xảy ra. Các lý thuyết về sự hình thành thiên hà và vật chất tối phải giải thích những gì chúng ta đang thấy.
Các lý thuyết hiện tại về vật chất tối nói rằng nó có thể là một loại keo hấp dẫn, giữ các thiên hà lại với nhau. Một trong những tính chất thú vị khác của vật chất tối là bởi tất cả các tài khoản, nó không được tạo ra từ những thứ tương tự như con người và các hành tinh, nhưng lại tương tác với nhau về vật chất với vật chất bình thường. Các phương pháp hiện tại để nghiên cứu vật chất tối là phân tích sự hợp nhất thiên hà, vì các thiên hà sẽ tương tác khác với halos vật chất tối của chúng. Các lý thuyết hiện tại được hỗ trợ bởi các quan sát trực quan về sự hợp nhất thiên hà trong Cụm đạn, và đã trở thành một ví dụ kinh điển về sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về vật chất tối.
Các nghiên cứu về Abell 520 đang khiến các nhà thiên văn học suy nghĩ hai lần về sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về vật chất tối. Các quan sát ban đầu đã tìm thấy vật chất tối và khí nóng, nhưng thiếu các thiên hà phát sáng - thường được phát hiện ở cùng khu vực với nồng độ vật chất tối. Cố gắng hiểu ý nghĩa của các quan sát, các nhà thiên văn học đã sử dụng Máy ảnh Hành tinh Trường rộng Hubble 2 để lập bản đồ vật chất tối trong cụm bằng kỹ thuật thấu kính hấp dẫn.
Arif Babul (Đại học Victoria, British Columbia) cho biết, những quan sát như của Abell 520 rất khiêm tốn theo nghĩa là bất chấp mọi bước nhảy vọt trong sự hiểu biết của chúng tôi, cứ thỉnh thoảng, chúng tôi lại bị lạnh.
Jee nói thêm, chúng tôi biết có thể có sáu ví dụ về các vụ va chạm cụm thiên hà tốc độ cao trong đó vật chất tối đã được lập bản đồ, nhưng Bullet Cluster và Abell 520 là hai ví dụ cho thấy bằng chứng rõ ràng nhất về các vụ sáp nhập gần đây và chúng không phù hợp với nhau khác Không có lý thuyết đơn lẻ nào giải thích hành vi khác nhau của vật chất tối trong hai vụ va chạm đó. Chúng tôi cần thêm ví dụ.
Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu nhiều khả năng cho những phát hiện của họ, mỗi người có một bộ câu hỏi chưa được trả lời. Một khả năng như vậy là Abell 520 là một sự hợp nhất phức tạp hơn so với cuộc chạm trán Bullet Cluster. Có thể đã có một số thiên hà hợp nhất trong Abell 520 thay vì hai thiên hà chịu trách nhiệm cho Cụm sao. Một khả năng khác là giống như gạo được nấu chín, vật chất tối có thể bị dính. Khi các hạt vật chất thông thường va chạm vào nhau, chúng sẽ mất năng lượng và kết quả là chậm lại. Có thể một số vật chất tối có thể tương tác với chính nó và vẫn ở lại sau một vụ va chạm giữa hai thiên hà.
Một khả năng khác có thể là có nhiều thiên hà hơn trong lõi, nhưng quá mờ để Hubble phát hiện. Trở nên mờ hơn, các thiên hà sẽ hình thành các ngôi sao ít hơn nhiều so với các loại thiên hà khác. Nhóm nghiên cứu có kế hoạch sử dụng dữ liệu Hubble của họ để tạo ra các mô phỏng máy tính về vụ va chạm, với hy vọng có được manh mối quan trọng trong nỗ lực hiểu rõ hơn về hành vi bất thường của vật chất tối.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về Kính thiên văn vũ trụ Hubble, hãy truy cập: http://www.nasa.gov/hubble
