„To najgwałtowniejsze, po Wielkim Wybuchu, wydarzenie w kosmosie, o jakim wiemy” – mówi Maxi Markwvitch z amerykañskiego Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, mieszczącego się w Cambridge w stanie Massachusetts. Właśnie obserwacje tej kosmicznej kolizji dwóch wielkich gromad galaktyk pozwoliły potwierdzić istnienie ciemnej materii.

 Gromady galaktyk to „normalna” materia - czyli atomy, z których zbudowane są gwiazdy, planety i wszystko inne we Wszechświecie. Materia, którą możemy bez problemu zaobserwować, pierwotnie występuje jako gorący gaz i gwiazdy, a jej masa jest znacznie większa niż masa wszystkich gwiazd, które tworzą galaktyki. „Normalna” materia skupiona jest w gromadzie dzięki grawitacji niemożliwej do zaobserwowania ciemnej materii, której masa jest większa niż masa „normalnej” materii. Właśnie dzięki jej obecności galaktyki i gorący gaz nie są w stanie „rozpierzchnąć” się.

Niektórzy naukowcy - mimo znanych dotychczas poważnych dowodów na istnienie ciemnej materii - głosili alternatywne teorie dotyczące grawitacji, a wykluczające istnienie tej materii i akcentujące międzygalaktyczną skalę przewidzianą przez Newtona i Einsteina. Te koncepcje nie pozwalają jednak wytłumaczyć efektów, obserwowanych podczas zderzenia gromad galaktyk. Wyniki najnowszych obserwacji potwierdzają za to teorię zakładającą obecność ciemnej materii.

Dzięki metodzie zwanej soczewkowaniem grawitacyjnym (przewidzianej w Ogólnej Teorii Względności Einsteina),  rozwiniętej między innymi przez astronomów z Uniwersytetu Warszawskiego w projekcie OGLE (The Optical Gravitational Lensing Experiment), udało się ustalić, dlaczego gromada galaktyk 1E0657-556 ma kształt pocisku. Okazało się, że przyczyną takiego kształtu spektakularnego obłoku gazu o temperaturze 100 milionów stopni jest podmuch wywołany zderzeniem tej gromady galaktyk z inną, mniejszą gromadą.

Dzięki obserwacjom przeprowadzonym Kosmicznym Teleskopem Hubbla, VLT (Very Large Telescope) należącym do Europejskiego Obserwatorium Południowego i teleskopem Magellan udało się ustalić rozmieszczenie masy w gromadzie galaktyk 1E0657-556.

W wyniku kolizji dwóch gromad, gorący gaz został spowolniony przez siłę oporu, podobną do siły oporu powietrza. Ciemna materia nie została jednak spowolniona przez zderzenie, ponieważ poza siłą grawitacji nie oddziałuje ona bezpośrednio ze sobą lub z gazem. Konsekwencją takiej sytuacji stało się - jasno widoczne w danych obserwacyjnych - rozdzielenie „normalnej” i ciemnej materii. Gdyby ciemna materia nie była najbardziej masywnym składnikiem gromady galaktyk, to do takiego rozdzielenia by nie doszło i właśnie to potwierdza istnienie ciemnej materii.

Otrzymane wyniki mogą pomóc w zrozumieniu natury ciemnej materii i z pewnością zostaną wzięte pod uwagę przy opracowywaniu kolejnych teorii dotyczących grawitacji.

Obserwacje przeprowadzone rentgenowskim teleskopem Chandra pozwalają również stwierdzić, że stosowana dla Ziemi i innych ciał Układu Słonecznego newtonowska teoria grawitacji ma również zastosowanie dla gromad galaktyk, w których skala odległości jest nieporównywalnie większa niż w naszym układzie planetarnym.  JP

 PAP - Nauka w Polsce

reo

 Źródło: astronomia.pl

 
Na fotografii gromada galaktyk 1E0657-556, której kształt nieco przypomina pocisk. Źródło: NASA/CXC/STScI/ESO WFI/Magellan