חומר אפל ממשיך לבלבל אסטרונומים, כפי שהפגין מצפה הרנטגן של צ'נדרה של נאס"א עם איתור מעטפה נרחבת של חומר אפל סביב גלקסיה אליפטית מבודדת. תגלית זו מתנגשת עם נתונים אופטיים המרמזים על מחסור בחומר אפל סביב גלקסיות דומות, ומעלה שאלות באשר לאופן שבו גלקסיות רוכשות ושומרות הילות של חומר כהה כל כך.
הגלקסיה הנצפית, המכונה NGC 4555, אינה דבר חריג בכך שהיא גלקסיה אליפטית גדולה למדי שאינה חלק מקבוצה או מקבץ גלקסיות. במאמר שיפורסם בגיליון 1 בנובמבר 2004 של ההודעות החודשיות של החברה האסטרונומית המלכותית, יואן אוסאליבן מהמרכז לאסטרופיזיקה של הרווארד-סמיתסוניאן בקיימברידג ', מ.א. ו טרבור פונמן מאוניברסיטת בירמינגהם, בריטניה. , השתמש בנתוני צ'נדרה כדי להראות שהגלקסיה מוטמעת בענן של גז של 10 מיליון מעלות צלזיוס.
ענן הגז החם הזה בעל קוטר של כ -400,000 שנות אור, בערך פי שניים מזה של הגלקסיה הנראית לעין. יש צורך במעטפה עצומה, או הילה, של חומר אפל כדי להגביל את הענן החם לגלקסיה. המסה הכוללת של הילה החומר האפל היא בערך פי עשרה מהמסה המשולבת של הכוכבים בגלקסיה, וכפי פי 300 ממסת ענן הגז החם.
גוף ראיות הולך וגדל מצביע על כך שהחומר האפל - אשר מקיים אינטראקציה עם עצמו ועם חומר "נורמלי" רק דרך כוח הכובד - הוא הצורה הדומיננטית של החומר ביקום. על פי התיאוריה הפופולרית "חומר אפל קר", חומר אפל מורכב מחלקיקים מסתוריים שנשארו מהיקום הקדום הצפוף שנעו לאט לאט כאשר גלקסיות ואשכולות גלקסיות החלו להיווצר.
"המאפיינים הנצפים של NGC 4555 מאשרים כי גלקסיות אליפטיות יכולות להיות בעלות הילות של חומר אפל משלהן, ללא קשר לסביבתן," אמרה אוסאליבן. "זה מעלה שאלה חשובה: מה קובע אם לגלקסיות אליפטיות יש הילות של חומר אפל?"
מרבית הגלקסיות האליפטיות הגדולות נמצאות בקבוצות ואשכולות גלקסיות, וככל הנראה תוצר של מיזוג שתי גלקסיות ספירליות. בסביבה כזו ניתן לפשט את הילות החומר האפל על ידי כוח הגאות הכבידתי ולהוסיף לגלקסיות אחרות או לקבוצה כולה. לכן קשה לקבוע כמה חומר אפל היה לגלקסיות המקוריות, וכמה הפסידו לקבוצה בכללותה באמצעות אינטראקציות עם סביבתן.
חשיבות נושא הכמות המהותית של החומר האפל הקשור לגלקסיה אליפטית גברה לאחרונה בגלל דיווח של צוות אסטרונומים בינלאומי בהנהגת אהרון רומנובסקי מאוניברסיטת נוטינגהאם, בריטניה. צוות זה מצא עדויות מועטות, אם בכלל, לחומר אפל בשלוש גלקסיות אליפטיות סמוכות יחסית. שניים כאלה היו בקבוצות גלקסיות רופפות, ואחת מבודדת. התוצאה שלהם, המבוססת על נתונים אופטיים מטלסקופ ויליאם הרשל, מטר 4.2 באי הספרדי לה פלמה, עומדת בסתירה ברורה עם נתוני הרנטגן ב- NGC 4555. הטכניקה האופטית המשמשת לחיפוש אחר חומר אפל בגלקסיות הסגלגלות הסמוכות. לא ניתן להחיל על NGC 4555 מכיוון שהוא רחוק פי 3 מכדור הארץ.
או שהגלקסיות שנצפו על ידי רומנובסקי ועמיתיהן איבדו את הילות החומר האפל שלהן באמצעות אינטראקציות קודמות עם גלקסיות אחרות, או שהילות החומר האפל שלהן מורחבות בהרבה, או שהן נוצרו ללא הילות חומר אפל. האפשרות הראשונה אפשרית לגלקסיות בקבוצות, אך מאוד לא סבירה עבור הגלקסיה המבודדת. האפשרות השנייה והשלישית עדיין פתוחה, אך תדרוש שינוי - אולי שינוי מרכזי - של תיאוריית החומר האפל הקר של היווצרות הגלקסיה.
"זו בבירור שאלה שראויה להתייחס אליה נוספת," אמר אוסאליבן. "נראה כי תידרש עבודה הרבה יותר תיאורטית ותצפיתית על גלקסיות אליפטיות לפני שניתן יהיה לפתור סוגיה זו."
צ'נדרה צפתה ב- NGC 4555 באמצעות ספקטרומטר הדימויים המתקדם של ה- CCD (ACIS) בפברואר 2003. מרכז טיסת החלל במרשל של נאס"א, האנטסוויל, אלג'ה, מנהל את תוכנית צ'נדרה במשרד למדעי החלל של נאס"א, וושינגטון. נורת'רופ גרוממן מחוף רדונדו, קליפורניה, לשעבר TRW, Inc., היה קבלן הפיתוח העיקרי של המצפה. המצפה האסטרופיזי של סמיתסוניאן שולט בפעולות מדע וטיסה ממרכז הרנטגן של צ'נדרה בקיימברידג ', מסה.
מידע נוסף ותמונות זמינים ב:
http://chandra.harvard.edu
ו
http://chandra.nasa.gov
המקור המקורי: מהדורת החדשות של צ'נדרה
