มีสสารมืดมากกว่าสสารปกติในจักรวาลและโดยปกติแล้วพวกมันจะรวมตัวกันในกาแลคซี ในการปะทะกันระหว่างกระจุกกาแลคซียักษ์เมฆก๊าซร้อนในกระจุกดาวเผชิญแรงเสียดทานขณะที่พวกมันผ่านกันและกันแยกออกจากดวงดาว สสารมืดไม่ได้รับผลกระทบจากแรงเสียดทานนี้ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงสามารถคำนวณผลกระทบของแรงโน้มถ่วงในเรื่องปกติได้
สสารมืดและสสารปกตินั้นถูกแยกออกจากกันด้วยการชนกันอย่างมากมายของกาแลคซีขนาดใหญ่สองแห่ง การค้นพบโดยใช้หอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์ของนาซ่าและกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ เป็นหลักฐานโดยตรงสำหรับการมีอยู่ของสสารมืด
“ นี่เป็นเหตุการณ์จักรวาลที่มีพลังมากที่สุดนอกเหนือจากบิกแบงที่เรารู้จัก” Maxim Markevitch สมาชิกในทีมของศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนในเคมบริดจ์มวลกล่าว
การสำรวจเหล่านี้ให้หลักฐานที่แข็งแกร่งที่สุด แต่สสารส่วนใหญ่ในเอกภพนั้นมืด แม้จะมีหลักฐานจำนวนมากสำหรับสสารมืดนักวิทยาศาสตร์บางคนได้เสนอทฤษฎีทางเลือกสำหรับแรงโน้มถ่วงซึ่งมีความแข็งแกร่งกว่าสเกลอวกาศมากกว่าที่นิวตันและไอน์สไตน์ทำนายไว้ อย่างไรก็ตามทฤษฎีดังกล่าวไม่สามารถอธิบายผลกระทบที่สังเกตได้จากการชนนี้
“ เอกภพที่ถูกครอบงำด้วยสิ่งมืดดูเหมือนเป็นเรื่องแปลกดังนั้นเราจึงต้องการทดสอบว่ามีข้อบกพร่องพื้นฐานในความคิดของเราหรือไม่” ดั๊กโคลว์แห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนาที่ทูซอนและผู้นำการศึกษากล่าว “ ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นเครื่องพิสูจน์โดยตรงว่าสสารมืดมีอยู่”
ในกระจุกกาแลคซีเรื่องปกติเช่นอะตอมที่ประกอบไปด้วยดวงดาวดาวเคราะห์และทุกสิ่งบนโลกนั้นส่วนใหญ่อยู่ในรูปของก๊าซร้อนและดวงดาว มวลของก๊าซร้อนระหว่างกาแลคซีนั้นมากกว่ามวลของดาวในกาแลคซีทั้งหมด สสารปกตินี้ถูกรวมอยู่ในกระจุกโดยแรงโน้มถ่วงของสสารมืดที่มากขึ้น หากไม่มีสสารมืดซึ่งมองไม่เห็นและสามารถตรวจจับได้ด้วยแรงโน้มถ่วงเท่านั้นกาแลคซีที่เคลื่อนที่เร็วและก๊าซร้อนจะบินแยกออกจากกันอย่างรวดเร็ว
ทีมได้รับเวลามากกว่า 100 ชั่วโมงบนกล้องโทรทรรศน์จันทราเพื่อสังเกตกาแลคซีคลัสเตอร์ 1E0657-56 กระจุกดาวนี้ยังเป็นที่รู้จักกันในนามสัญลักษณ์แสดงหัวข้อย่อยเนื่องจากมันประกอบด้วยเมฆรูปกระสุนที่น่าตื่นตาตื่นใจของก๊าซร้อยล้านองศา ภาพ X-ray แสดงรูปร่างกระสุนเนื่องจากลมที่เกิดจากการชนกันของความเร็วสูงของกระจุกดาวขนาดเล็กที่มีขนาดใหญ่ขึ้น
นอกเหนือจากการสังเกตการณ์จันทรากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของหอดูดาวยุโรปตอนใต้และกล้องโทรทรรศน์ออพติก Magellan ถูกใช้เพื่อระบุตำแหน่งของมวลในกระจุกดาว สิ่งนี้ทำโดยการวัดผลกระทบของเลนส์ความโน้มถ่วงซึ่งแรงโน้มถ่วงจากกระจัดกระจายแสงจากกาแลคซีพื้นหลังตามที่ทฤษฎีทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ทำนายไว้
ก๊าซร้อนในการชนนี้ถูกชะลอด้วยแรงลากคล้ายกับความต้านทานอากาศ ในทางตรงกันข้ามสสารมืดไม่ได้ถูกลดความเร็วโดยการกระแทกเนื่องจากมันไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับตัวเองหรือแก๊สยกเว้นผ่านแรงโน้มถ่วง สิ่งนี้ทำให้เกิดการแยกสสารมืดและปกติที่เห็นในข้อมูล หากก๊าซร้อนเป็นองค์ประกอบที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่มตามที่เสนอโดยทฤษฎีแรงโน้มถ่วงทางเลือกการแยกนี้จะไม่ถูกมองเห็น ต้องการสสารมืดแทน
“ นี่เป็นประเภทของผลลัพธ์ที่ทฤษฎีในอนาคตจะต้องคำนึงถึง” ฌอนคาร์โรลล์นักดาราศาสตร์วิทยาอวกาศแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว ” เมื่อเราก้าวไปข้างหน้าเพื่อทำความเข้าใจกับธรรมชาติที่แท้จริงของสสารมืดผลลัพธ์ใหม่นี้จะเป็นไปไม่ได้ที่จะไม่สนใจ”
ผลลัพธ์นี้ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มีความมั่นใจมากขึ้นว่าแรงโน้มถ่วงของนิวตันที่คุ้นเคยบนโลกและในระบบสุริยจักรวาลยังทำงานกับกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่
“ เราปิดช่องโหว่นี้เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงและเราเข้ามาใกล้กว่าที่เคยเห็นเรื่องที่มองไม่เห็นนี้” โคลว์กล่าว
ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการเผยแพร่ใน The Astrophysical Journal Letters ฉบับต่อไป ศูนย์การบินมาร์แชลสเปซฮันต์สวิลล์มลรัฐอะแลสกาบริหารจัดการโครงการจันทราสำหรับผู้อำนวยการคณะเผยแผ่วิทยาศาสตร์ของเอเจนซี่ หอดูดาวดาราศาสตร์ฟิสิกส์สมิ ธ โซเนียนควบคุมวิทยาศาสตร์และการบินจากศูนย์เอ็กซ์เรย์จันทราเคมบริดจ์
แหล่งต้นฉบับ: ข่าวจันทรา
