Kredit gambar: Chandra
Sebuah gambar baru yang diambil oleh observatorium X-ray Chandra membantu para astronom memahami komposisi materi gelap di Semesta. Data sinar-X menunjukkan bahwa kerapatan materi gelap meningkat dengan lancar sampai ke pusat galaksi, yang cocok dengan prediksi model "materi gelap dingin". Model ini mendapatkan namanya dari asumsi bahwa partikel materi gelap bergerak lambat ketika galaksi pertama kali terbentuk, dan berinteraksi dengan materi normal hanya melalui gravitasi.
Para astronom telah menggunakan Observatorium Sinar-X NASA untuk membuat penyelidikan paling detail dari distribusi materi gelap di sekelompok besar galaksi. Hasilnya menunjukkan bahwa sekitar 80 persen dari materi di alam semesta terdiri dari materi gelap dingin - partikel subatom misterius yang tersisa dari alam semesta awal yang padat.
Chandra mengamati sekelompok galaksi yang disebut Abell 2029 yang terletak sekitar satu miliar tahun cahaya dari Bumi. Cluster ini terdiri dari ribuan galaksi yang diselimuti awan raksasa gas panas, dan sejumlah materi gelap yang setara dengan lebih dari seratus triliun Matahari. Di tengah-tengah gugusan ini adalah galaksi yang sangat besar, berbentuk elips yang diperkirakan terbentuk dari penggabungan banyak galaksi yang lebih kecil. Data sinar-X menunjukkan bahwa kepadatan materi gelap meningkat dengan lancar sampai ke galaksi pusat gugusan. Penemuan ini setuju dengan prediksi model materi gelap dingin, dan bertentangan dengan model materi gelap lainnya yang memprediksi leveling off dari jumlah materi gelap di pusat cluster.
"Saya benar-benar terkejut melihat seberapa baik kita bisa mengukur materi gelap begitu dalam hingga ke inti kluster kaya," kata Aaron Lewis dari University of California, Irvine, penulis utama makalah yang menggambarkan hasil dalam edisi terbaru The The Jurnal Astrofisika. "Kami masih memiliki sedikit gagasan tentang sifat pasti dari partikel-partikel ini, tetapi hasil kami menunjukkan bahwa mereka harus berperilaku seperti materi gelap dingin."
Materi gelap dingin mendapatkan namanya dari asumsi bahwa partikel-partikel materi gelap bergerak lambat ketika galaksi dan gugusan galaksi mulai terbentuk. Partikel materi gelap berinteraksi satu sama lain dan materi "normal" hanya melalui gravitasi.
Keberhasilan para astronom dalam menempatkan batasan ketat pada distribusi materi gelap sebagian karena kemampuan Chandra untuk membuat intensitas resolusi tinggi dan peta suhu, dan sebagian karena pilihan mereka atas target. Gugus dan galaksi pusat biasa luar biasa, dengan sedikit atau tanpa tanda gangguan.
Gas panas dalam sebuah gugus dipegang dalam gugus tersebut terutama oleh gravitasi materi gelap, sehingga distribusi gas panas ditentukan oleh distribusi materi gelap. Dengan secara tepat mengukur distribusi sinar-X dari gas panas, para astronom mampu melakukan pengukuran terbaik dari distribusi materi gelap di wilayah bagian dalam gugusan galaksi.
"Sementara Abell 2029 mungkin membosankan bagi kebanyakan orang untuk melihatnya," kata David Buote, salah seorang penulis makalah, "itu adalah kesenangan murni bagi para ahli astrofisika untuk belajar, karena memungkinkan untuk perbandingan teori dan teori yang sangat mudah dan akurat. pengamatan."
Sebagai contoh, pengamatan sebelumnya pada gugus galaksi Hydra A oleh Larry David dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian di Cambridge, Mass dan rekan menemukan hasil yang serupa tetapi bukti aktivitas ledakan di galaksi pusat membuatnya sulit untuk menarik kesimpulan yang pasti tentang sifat materi gelap. Profil materi gelap yang disimpulkan untuk Abell 2029 memberikan bukti bahwa hasil Hydra dapat diandalkan dan merupakan konfirmasi independen penting dari prediksi materi gelap dingin.
John Stocke dari University of Colorado, Boulder juga terlibat dalam penelitian ini. Chandra mengamati Abell 2029 dengan detektor ACIS selama 5,6 jam pada 12 April 2000. Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA, Huntsville, Alabama, mengelola program Chandra untuk Office of Space Science, Kantor Pusat NASA, Washington. Northrop Grumman dari Redondo Beach, California, sebelumnya TRW, Inc., adalah kontraktor pengembangan utama untuk observatorium. Observatorium Astrofisika Smithsonian mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Chandra X-ray Centre di Cambridge, Mass.
Sumber Asli: Siaran Berita Chandra
