News
NASA’nın James Webb Uzay Teleskopu (JWST), iki ayrı galaksi kümesi arasında titanik bir çarpışma olan mermi kümesinin yeni bir görüntüsünü üretti.
NASA’larla birlikte üretilen görüntü Chandra X-Ray Gözlemevisadece yerini ve kütlesini ortaya çıkarmaz karanlık madde Mevcut, ama aynı zamanda bir gün karanlığın gerçekte ne yapıldığını bulmaya yönelik yolları da işaret ediyor.
Yeni görüntüde, mermi kümesindeki sıcak gazı Chandra tarafından tespit edilen sahte renkli pembede görüyoruz. Karanlık maddenin çıkarılan yeri, mavi renkte (ayrıca yanlış renk) temsil edilir, JWST. Mavi ve pembenin ayrı olduğunu unutmayın – karanlık maddenin ve gazın ayrılmasına ne sebep oldu ve astronomlar mermi kümesindeki malzeme haritasını nasıl üretebildiler?
3.9 milyar ışık yılı Dışarıda, mermi kümesi karanlık maddenin çalışmaları için ara sıra tartışmalı bir poster çocuğu olmuştur. 2006 yılında Hubble Uzay Teleskopu Ve Chandra X-Ray Gözlemevi, mermiyi görüntülemek için birlikte çalıştı ve karanlık maddesinin varlığını daha uzaktan ne kadar ışığa dayalı olarak gösteriyor galaksiler Oluyordu yerçekimi lensli Karanlık Maddenin Kütlesi tarafından.
Arasında Çarpışmalar Galaxy kümeleri karanlık madde hakkındaki fikirlerimizi test etmek için mükemmel laboratuvarlardır, çünkü doğanın büyük miktarlarda şeyleri bir araya getirmenin yoludur. Bu bize karanlık madde parçacıklarının birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini test etme şansı verir ve herhangi bir etkileşimin derecesi gizemli karanlık madde parçacığının özellikleri hakkında büyük bir ipucu olacaktır.
Yine de dramatik Hubble ve Chandra görüntülerine rağmen, mermi kümesi – ve gerçekten de diğer Galaxy küme çarpışmaları – her zaman top oynamadı. Örneğin, alt kümelerin çarpıştığı hızlar, standart modeli için çok yüksek görünüyor kozmoloji açıklamak için.
Şimdi JWST savaşa girdi. Ph.D. Güney Kore, Seul’deki Yonsei Üniversitesi Öğrenci Sangjun Cha ve hem Yonsei hem de Kaliforniya Üniversitesi’nde astronomi James Jee profesörü, mermi kümesine en iyi bakmak için inşa edilen en güçlü uzay teleskopunu kullandı.
Hubble ve Chandra daha önce, mermi kümesindeki iki bireysel galaksi kümesinin çarpıştıkça, galaksilerin ve çevredeki karanlık madde halolarının birbirinden geçtiğini göstermişti. Bu galaksiler için mantıklı-aralarındaki mesafeler o kadar büyük ki, herhangi bir ikisi arasında kafa kafaya çarpışma şansı zayıf. Ayrıca, karanlık madde parçacıklarının birbirleriyle etkileşime girme derecesinin – çarpışma kesitleri olarak adlandırdığımız – küçük olduğunu; Aksi takdirde, etkileşim karanlık maddenin bulutlarını yavaşlatırdı ve Chandra’nın sıcak, X-ışını yayan gazları gördüğü yere daha yakın tespit ederdik. Karanlık maddenin aksine, bu büyük gaz bulutları birbirlerinin yolundan çıkamazlar, bu yüzden birbirlerine çarparlar ve daha fazla ilerlemezler.
Sonuç olarak, sıcak gazın çarpışmanın ortasında sıkışmış bulunması ve her bir alt kümeye ait galaksiler ve karanlık madde, birbirinden geçerek karşı taraflarda bulunur.
“JWST ölçümlerimiz bunu destekliyor,” dedi Jee Space.com’a. “Galaksi dağıtım karanlık maddeyi yakından izliyor.”
JWST, ilk kez, milyarlarca milyardan birleşik parıltıyı tespit ederek mermi kümesinde hem sıradan hem de karanlık olan maddenin dağılımının daha iyi bir haritasını üretebildi. yıldız Galaksilerinden atılan ve şimdi her bir alt kümedeki galaksiler arasındaki boşlukta serbest yüzen. Cha ve Jee’nin ekibi daha sonra karanlık maddenin varlığını izlemek ve mermi kümesindeki dağılımının daha doğru bir haritasını kazanmak için bu “iç içe yıldızlar” dan ışığı kullanabildiler.
Ancak, bu daha fazla gizem yarattı. Karanlık maddenin daha rafine haritası, daha büyük alt kümede solda, karanlık maddenin, Jee’ye göre “tek bir kafa kafaya çarpışmayla kolayca açıklanamayan” uzun bir “Hammerhead” şeklinde düzenlendiğini gösteriyor.
Bu uzatılmış karanlık madde kütlesi, en parlak küme galaksileri – dev dediğimiz şeylere odaklanan daha küçük kümeler halinde çözüldü eliptik galaksiler yerçekimi çekirdeğinde bulunan alt kümedeki en parlak galaksilerdir. Buna karşılık, karşı taraftaki alt kümenin etrafındaki karanlık madde halo daha küçük ve daha kompakttır.
CHA ve JEE’nin ekibi, uzun, yığılmış karanlık maddenin kütlesinin, ancak mermi çarpışmasından hemen önce kendi başına bir galaksi kümesi olan belirli bir alt küme, benzer bir çarpışmaya maruz kaldığında ve merminin oluşumundan milyarlarca yıl önce birleştiğinde oluşabileceğinden şüpheleniyorlardı.
Jee, “Böyle bir olay zamanla karanlık madde halesini uzatır ve çarpıtırdı, bu da gözlemlediğimiz uzun morfolojiye neden olurdu.” Dedi.
JWST’nin mermi kümesinin daha rafine gözlemlerinden bu gibi yeni keşiflere rağmen, iki alt kümenin çarpışma hızları konusunu çözmek hala yeterli değil.
JEE, “Bu güncellemelerle bile, gerekli çarpışma hızı kozmolojik simülasyonlardan beklentilere göre yüksek kalıyor.” Dedi. “Gerilim devam ediyor ve aktif bir araştırma alanı olmaya devam ediyor.”
Karanlık Maden, evrendeki tüm kütle ve enerjinin dörtte birinden fazlasını oluşturur ve tüm maddelerin yaklaşık% 85’i, bu nedenle sırlarını, özellikle de çarpışma kesitini ve bu yüksek hızların nedenini bulmak, bunu daha iyi anlamak istiyorsak gerekli olacaktır. evren içinde yaşadığımız.
Ne yazık ki, sadece mermi kümesinin JWST gözlemleri, karanlık maddenin çarpışma kesitinin ne olması gerektiğini doğrulamak için yeterli değildir. Bununla birlikte, kesitin değeri için üst sınır tahmini sıkılaştırarak olasılıklar listesini kısıtlarlar.
Gökbilimciler zaten bu değeri daha fazla denemek ve kısıtlamak için tüm açılardan ve mesafelerden görülen mümkün olduğunca birçok Galaxy küme çarpışmasını titizlikle ölçme sürecindedir. Yavaş yavaş, sadece birkaçıyla kalana kadar karanlık maddenin ne olabileceği için farklı modelleri dışlayabilecekiz. Derin yeraltında dedektörlerden doğrudan karanlık madde aramalarından gelen deneysel verilerle birleştiğinde Lux-Zeplin Deney Güney Dakota’daki Sanford Underground Araştırma Tesisinde, yakında bilimin en büyük gizemlerinden birini cevaplamanın zirvesinde olabiliriz: Karanlık Madde nedir?
JWST gözlemleri 30 Haziran’da bildirildi. Astrofizik dergi mektupları.
