Forscher der Universität von Birmingham haben die neue Generation von Röntgenraumobservatorien genutzt, um fossile Galaxien zu untersuchen - alte Galaxiengruppen, in denen alle großen Galaxien allmählich zu einer zentralen Riesengalaxie verschmolzen sind.
Die Astronomen entdeckten eine bemerkenswerte Konzentration dunkler und normaler Materie in den Kernen dieser isolierten Sternensysteme im Vergleich zur Massenverteilung in normalen Galaxiengruppen.
Viele Galaxien, einschließlich unserer Milchstraße, leben in Gruppen. Manchmal erleben sie enge Begegnungen mit anderen Mitgliedern der Gruppe. Computersimulationen sagen voraus, dass solche Wechselwirkungen dazu führen, dass sich große Galaxien langsam in Richtung des Zentrums der Gruppe drehen, wo sie sich zu einer einzigen riesigen Galaxie zusammenschließen können, die nach und nach alle ihre Nachbarn verschluckt.
Da viele Galaxiengruppen ausgedehnte Halos aus heißem Gas und dunkler Materie besitzen, wurde vor zehn Jahren vorausgesagt, dass eine Klasse von Systemen existieren sollte, die als fossile Gruppen bezeichnet werden und in denen alle Hauptgalaxien zu einer zentralen Riesengalaxie verschmolzen sind. Dies würde von einer röntgenhellen heißen Gaswolke umgeben sein, die sich nach außen zu vielen galaktischen Radien erstreckt.
Als wir zum ersten Mal die großen Halos von heißem Gas entdeckten, in die einige sehr kompakte Gruppen von Galaxien eingebettet sind, stellten wir fest, dass nur wenige Milliarden Jahre weiterer Evolution eine einzelne, riesige, verschmolzene Galaxie im Zentrum eines hellen X- zurücklassen würden. Ray Halo, sagte Trevor Ponman, der Anführer der Birmingham-Gruppe, der diese Vorhersage machte und 1994 die erste fossile Gruppe entdeckte.
Theorien deuteten auch darauf hin, dass fossile Gruppen, die in noch größere Galaxienhaufen fallen, für die riesigen elliptischen Galaxien verantwortlich sein könnten, die häufig in den Zentren solcher Haufen gefunden werden.
Das Birmingham-Team hat in den letzten zwei Jahren sechs wahrscheinliche fossile Gruppen beobachtet und dabei die scharfe Sicht des Chandra-Röntgenraumobservatoriums der NASAs und die hohe Empfindlichkeit der ESAs, die das Röntgenobservatorium XMM-Newton umkreisen, genutzt. Die sechs fossilen Gruppen befinden sich bis zu zwei Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Das Hauptziel des Teams war es, die Mechanismen zu untersuchen, durch die fossile Gruppen und riesige elliptische Galaxien gebildet werden.
Der Schlüssel zur Studie war die Verteilung der Dunklen Materie in den fossilen Gruppen. Diese mysteriöse Materie macht über 80 Prozent der Masse des Universums aus, ihre Natur ist jedoch unbekannt. Dunkle Materie wurde nie direkt entdeckt, aber ihre Anwesenheit wird durch ihren Gravitationseinfluss auf gewöhnliche Materie abgeleitet.
Die große elliptische Galaxie NGC 6482 war für das Team von besonderem Interesse, da sie die am nächsten bekannte fossile Gruppe ist und sehr detailliert untersucht werden konnte. Dieser isolierte Riese, der mit umgerechnet 110 Milliarden Sonnen leuchtet, befindet sich 100 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Herkules. Mit dem Chandras Advanced CCD Imaging Spectrometer verwendeten Habib Khosroshahi, Trevor Ponman und Laurence Jones Beobachtungen des heißen Gases, um die Verteilung der dunklen Materie in NGC 6482 zu verfolgen. Das Gas wird hauptsächlich aufgrund eines Schocks auf eine Temperatur von 10 Millionen Grad Celsius erhitzt Erwärmung durch Gravitationskollaps.
Habib Khosroshahi sprach heute auf dem RAS National Astronomy Meeting in Birmingham über die Entdeckung einer bemerkenswerten Konzentration dunkler Materie im Kern von NGC 6482. Khosroshahi beschrieb auch zwei weitere Beispiele für eine hohe Massenkonzentration in massereicheren und weiter entfernten fossilen Galaxien, die von untersucht wurden Sowohl das Chandra- als auch das XMM-Newton-Teleskop, obwohl der Fall des NGC 6482 einzigartig ist, da es möglich ist, die Mitte des Systems mit höherer Genauigkeit zu untersuchen.
Laut Khosroshahi war die Massenkonzentration im Zentrum dieser alten Galaxiengruppen, die hauptsächlich in Form von dunkler Materie vorliegt, typischerweise fünfmal höher als in normalen Galaxiengruppen mit ähnlicher Masse und Halogröße. Diese zentrale Massenkonzentration stützt die Idee, dass fossile Gruppen wie NGC 6482 sehr alte Strukturen sind, die lange vor der Bildung der typischen Galaxiengruppen zusammenbrachen. „Die Erklärung für eine solche zentralisierte Verteilung der Dunklen Materie könnte sein, dass sich das System mit sehr hoher Rotverschiebung gebildet hat, als das Universum sehr jung und dicht war, sagte Khosroshahi.
Der große Vorteil fossiler Gruppen gegenüber normalen Gruppen besteht darin, dass keine größere Galaxienwechselwirkung stattfindet, die das heiße Gas rühren kann, fügte er hinzu. Daher bieten sie ideale Laboratorien, um die Eigenschaften sichtbarer Materie in Form von Gas und Sternen sowie ihres Behälters, der dunklen Materie, zu untersuchen.
Originalquelle: RAS-Pressemitteilung
