 |
| Fordelingen av synlig lys (lysende galakser) og masse (grønne konturer) i Prosjektil-hopen. Der de grønne konturene er tettest, er det mest masse. 85% av denne massen er mørk materie. Illustrasjon: NBI |
Universets mystiske mørke materie sender verken ut lys eller reflekterer lys, og er dermed usynlig. Likevel kan mørk materie detekteres.
Mørk materie har, som all annen materie, masse. Dermed har det også et gravitasjonsfelt. Gravitasjonsfelt bøyer lys fra andre objekter på samme måte som en optisk linse bøyer lysstråler. Ved hjelp av denne gravitasjonslinseeffekten, kan mørk materie detekteres.
Forskerne tror at så mye som 85% av all materien i universet er mørk materie. De resterende 15% er vanlig materie, hovedsakelig i form av varm, diffus gass. Kun en svært liten mengde finnes som stjerner eller planeter.
Til tross for den høye forekomsten i universet, vet ingen nøyaktig hva mørk materie består av.
Nå har en gruppe astrofysikere fra Norge, Danmark og Hellas funnet en mulig kandidat for den mørke materien. I tillegg viser den seg å ha en ekstremt lang levetid.
Kolliderende galaksehoper
 |
| Fordelingen av røntgenstråling (fargete områder) i Prosjektil-hopen, sammenliknet med fordelingen av masse (indikert ved hjelp av grønne konturer). Bildet viser at de to områdene med høyest masse avgir lite røntgenstråling. Illustrasjon: NBI |
Forskergruppen studerte Prosjektil-hopen, to galaksehoper (grupper av galakser) som er i ferd med å støte sammen.
Når to galaksehoper kolliderer, er det ikke stjernene i galaksene som braker sammen, men kjempeskyene av gass og støv som omgir galaksene. Gasskyene kolliderer med enorm hastighet og varmes opp. De avgir også store mengder røntgenstråling.
Galaksehoper inneholder store mengder mørk materie. Vanligvis finnes den mørke materien sammen med den varme gassen i og rundt galaksene.
Dersom den mørke materien også sender ut røntgenstråling når galaksehopene støter sammen, vil denne strålingen ikke kunne måles fordi den drukner i den intense røntgen- strålingen fra den varme gassen.
I Prosjektil-hopen har den sammenstøtende gassen blitt skjøvet bort fra den mørke materien, slik at det er mulig å studere den mørke materien alene.
Aksion
 |
| Områder med høy masse og høy røntgenstråling (hvite sirkler) i Prosjektil-hopen, ble også sammenliknet med kontrollområder (grønne sirkler) hvor det er lite masse og lite røntgenstråling. Illustrasjon: NBI |
Astrofysikerne kombinerte en studie av røntgenstråling med en studie av mørk materie i de to galaksehopene. De brukte optiske teleskoper på Kanariøyene og på Hawaii, samt resultater fra romteleskopene Hubble og Chandra.
"Når ansamlinger av mørk materie smeller inn i hverandre, resulterer det i røntgenstråling, men i mye mindre mengder enn når gass kolliderer," sier astrofysiker Håkon Dahle, deltaker i forskergruppen som har kommet frem til de oppsiktsvekkende resultatene.
Mørk materie ser ut til å påvirke annen materie, og annen mørk materie, minimalt, bortsett via tyngdekraften.
"Vi mistenker derfor at den mørke materien består av en elementærpartikkel som til nå kun har blitt påvist teoretisk, nemlig det såkalte aksionet," sier Dahle. "Flere av egenskapene til aksionet stemmer overens med det som vi har observert for den mørke materien."
Ekstremt stabil
Mengden røntgenstråling som den mørke materien sender ut er også så liten at elementærpartikkelen den består av må være ekstremt stabil."Basert på røntgenmålingene gjort av Prosjektil-hopen," sier Dahle, "har vi anslått levetiden for den mørke materien til å være minst 3 millioner milliarder år."
Forskerne tror at the Big Bang, hvor all materie i universet ble til, fant sted for rundt 13.7 milliarder år siden. Dermed er det ingen fare for at aksionene vil forsvinne riktig ennå.
"Aksioner har ikke blitt antatt å ha så lang levetid som det vi har kommet frem til," avslutter Dahle. "Våre oppdagelser gir elementærpartikkelen en levetid på tusen ganger mer enn tidligere trodd."
Forskergruppen arbeider nå med andre mulige kandidater til mørk materie og med å finne flere systemer som Prosjektil-hopen for å kunne studere den mystiske materien nærmere.
Kontakt
Håkon Dahle - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille - hakon.dahle@oamp.fr - 93266331Fra torsdag 11. oktober til mandag 15. oktober 2007, er Håkon Dahle tilgjengelig på e-mail på dagtid. Han kan nås på mobiltelefon etter kl 18.
