Kosmiczne obserwatorium promieniowania rentgenowskiego Chandra odkryło obłok ciemnej materii okalający osamotnioną galaktykę eliptyczną. Naukowcy są zdziwieni – dotychczas wokół podobnych galaktyk brakowało ciemnej materii. Powstały pytania, jak galaktyki rozwijają i utrzymują halo z ciemnej materii.

Niezwykłość obserwowanej galaktyki – NGC 4555 – polega na tym, że nie jest częścią grupy ani gromady galaktyk – jest więc osamotniona, a przy tym dość duża.

SEDS

Galaktyka eliptyczna NGC 4555 w Warkoczu Bereniki (CoB). Obserwowana jasność: 14 mag, średnica kątowa: 1,7′.

W oparciu o dane z teleskopu Chandra, naukowcy wykazali, że galaktyka jest otoczona obłokiem gazu o temperaturze 10 milionów stopni Celsjusza. Ma on średnicę około 400 tysięcy lat świetlnych – dwa razy większą niż widoczna galaktyka. Aby utrzymać gorący obłok wokół galaktyki, potrzebna jest olbrzymie „opakowanie” – halo z ciemnej materii. Jego masę szcuje się na dziesięciokrotność łącznej masy wszystkich gwiazd w galaktyce i 300 razy więcej niż masa okalającego ją obłoku gazu.

Przybywa dowodów na to, że ciemna materia – oddziałująca za sobą i z pozostałą „normalną” materią tylko przez siły grawitacji – jest dominującą formą występowania materii we Wszechświecie. Według popularnej teorii „zimnej ciemnej materii”, jest ona pozostałością z młodego Wszechświata, kiedy zaczęły powstawać galaktyki i ich gromady.

Jak mówi jeden z badaczy, Ewan O’Sullivan, „właściwości NGC 4555 potwierdzają, że galaktyki eliptyczne mogą posiadać własne halo ciemnej materii, niezależnie od otoczenia. Powstaje pytanie: co decyduje o tym, że galaktyki eliptyczne mają halo ciemnej materii?„

Większość dużych galaktyk eliptycznych występuje w grupach i jest prawdopodobnie wynikiem połączenia dwóch galaktyk spiralnych. W takich warunkach halo ciemnej materii może być rozerwane przez siły pływowe, dołączyć do innych galaktyk lub rozproszyć się w gromadzie. Stąd trudno jest określić, ile ciemnej materii miały galaktyki a ile straciły w wyniku oddziaływania sił grawitacji innych galaktyk.

Zagadnieniu ilości ciemnej materii, jaka „wyjściowo” występuje przy galaktyce eliptycznej, wagi dodały wyniki innych badań. Wokół trzech galaktyk eliptycznych (dwóch występujących w gromadzie i jednej odosobnionej) nie zaobserwowano halo, co stoi w sprzeczności ze zdjęciami rentgenowskimi NGC 4555. Wyjaśnieniem mają być albo wcześniejsze interakcje z innymi galaktykam albo o wiele większe rozmiary halo albo powstanie tych galaktyk bez halo ciemnej materii. Pierwsza możliwość zgadzałaby się dla galaktyk w grupach, ale jest mało prawdopodobna dla odosobnionej galaktyki. Alternatywa druga i trzecia są ciągle otwarte, wymagają jednak modyfikacji teorii o roli zimnej ciemnej materii w tworzeniu galaktyk.

„To z pewnością problem jaki zasługuje na dalsze rozważania, będą potrzebne kolejne obserwacje galaktyk eliptycznych” – kończy O’Sullivan.