RMF 24: Nie taka ciemna ta ciemna materia
Korzystając z instrumentu MUSE na teleskopie VLT w Europejskim Obserwatorium Południowym w Chile, a także ze zdjęć z teleskopu kosmicznego Hubble’a, zespół astronomów zbadał jednoczesną kolizję czterech galaktyk w gromadzie Abell 3827, około 1,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Badacze byli wstanie określić lokalizację masy w tym układzie i porównać rozmieszczenie ciemnej materii z pozycjami jasnych galaktyk.
Nazwa ciemna materia dotyczy materii wszechświata, której nie jesteśmy w stanie dostrzec. Naukowcy mogą wnioskować o jej położeniu na podstawie analizy efektów grawitacyjnych, między innymi dzięki technice zwanej soczewkowaniem grawitacyjnym. Kolizja galaktyk nastąpiła w miejscu znajdującym się na linii przed znacznie odleglejszym, niezwiązanym źródłem światła. Masa ciemnej materii wokół zderzających się galaktyk w znaczny sposób zaburzyła czasoprzestrzeń, zakrzywiając bieg promieni świetlnych, docierających do nas z odległej galaktyki tła i zniekształcając jej obraz w charakterystyczne kształty łuków.
Obecne teorie przewidują, że wszystkie galaktyki znajdują się wewnątrz skupisk ciemnej materii. Bez pochodzącej od niej siły grawitacji mogłyby się wskutek rotacji rozpaść. Uważa się, że we wszechświecie zaledwie 5 procent całkowitej masy i energii to "normalna" materia, 27 procent to ciemna materia, a pozostałe 68 procent to ciemna energia.
W przedstawionych badaniach naukowcy obserwowali cztery zderzające się galaktyki i odkryli, że jedno ze skupisk ciemnej materii wydaje się być około 5 tysięcy lat świetlnych za galaktyką, którą powinno otaczać. Taki efekt wskazuje na to, że ciemna materia oddziałuje ze sobą także w inny sposób, niż tylko grawitacyjnie. Być może mamy tam do czynienia z pewnym osobliwym "tarciem".
"Przyzwyczailiśmy się do myślenia, że ciemna materia czai się wokół i poza oddziaływaniem grawitacyjnym nie wadzi nikomu. Jeśli jednak w wyniku takiej kolizji mogło dojść do jej spowolnienia, to sugeruje, że natura jej oddziaływań jest znacznie ciekawsza, a fizyka tego "ukrytego" wokół nas wszechświata, znacznie bogatsza" - mówi kierownik grupy badawczej, Richard Massey z Durham University.
Należąca do zespołu Liliya Williams z University of Minnesota, dodaje: "Na podstawie analizy oddziaływań grawitacyjnych, które kształtują Wszechświat wiemy, że ciemna materia istnieje, jednak wciąż zawstydzająco mało wiemy na temat tego, czym naprawdę jest. Nasze obserwacje sugerują, że ciemna materia może oddziaływać za pomocą sił innych, niż grawitacja. To oznacza, że przynajmniej z kilku teorii na jej temat możemy zrezygnować".
Wygląda na to, że jeśli ciemna materia oddziałuje ze światem zewnętrznym nie tylko grawitacyjnie, "zauważa go", nie może być taka całkiem ciemna.
