I ricercatori dell'Università di Birmingham hanno utilizzato la nuova generazione di osservatori spaziali a raggi X per studiare le galassie fossili - antichi gruppi di galassie in cui tutte le grandi galassie si sono gradualmente fuse per formare una galassia gigante centrale.
Gli astronomi hanno scoperto una notevole concentrazione di materia oscura e normale nei nuclei di questi sistemi stellari isolati, rispetto alla distribuzione di massa nei normali gruppi di galassie.
Molte galassie, compresa la nostra Via Lattea, risiedono in gruppi. A volte sperimentano incontri ravvicinati con altri membri del gruppo. Le simulazioni al computer prevedono che tali interazioni fanno sì che le grandi galassie si muovano lentamente verso il centro del gruppo, dove possono unirsi per formare un'unica galassia gigante, che ingoia progressivamente tutti i suoi vicini.
Dato che molti gruppi di galassie possiedono aloni estesi di gas caldo e materia oscura, dieci anni fa si prevedeva l'esistenza di una classe di sistemi chiamati gruppi fossili, in cui tutte le principali galassie si sono fuse per formare una galassia gigante centrale. Questo sarebbe circondato da una nuvola luminosa di raggi X di gas caldo che si estende verso l'esterno a molti raggi galattici.
Quando abbiamo scoperto per la prima volta i grandi aloni di gas caldo in cui sono incorporati alcuni gruppi di galassie molto compatti, ci siamo resi conto che solo pochi miliardi di anni di ulteriore evoluzione avrebbero lasciato una galassia singola, gigante, fusa al centro di una X brillante. raggio di sole, ha detto Trevor Ponman, il leader del gruppo di Birmingham che ha fatto questa previsione e poi ha scoperto il primo gruppo fossile nel 1994.
Le teorie suggeriscono anche che i gruppi fossili che cadono in ammassi di galassie ancora più grandi potrebbero spiegare le gigantesche galassie ellittiche che si trovano spesso nei centri di tali ammassi.
Il team di Birmingham ha osservato sei probabili gruppi fossili negli ultimi due anni, sfruttando la visione nitida dell'Osservatorio spaziale a raggi X Chandra della NASA e l'elevata sensibilità degli ESA in orbita attorno all'osservatorio a raggi X XMM-Newton. I sei gruppi fossili si trovano fino a due miliardi di anni luce dalla Terra. L'obiettivo principale delle squadre era esplorare i meccanismi attraverso i quali si formano gruppi fossili e galassie ellittiche giganti.
La chiave dello studio era la distribuzione della materia oscura nei gruppi fossili. Questa misteriosa materia comprende oltre l'80% della massa dell'Universo, ma la sua natura è sconosciuta. La materia oscura non è mai stata rilevata direttamente, ma la sua presenza è dedotta dalla sua influenza gravitazionale sulla materia ordinaria.
La grande galassia ellittica NGC 6482 era di particolare interesse per il team, dal momento che è il gruppo fossile più vicino conosciuto, e potrebbe essere studiato in dettaglio. Questo gigante isolato, che brilla con l'equivalente di 110 miliardi di soli, si trova a 100 milioni di anni luce di distanza nella costellazione di Ercole. Utilizzando lo spettrometro di imaging CCD avanzato Chandras, Habib Khosroshahi, Trevor Ponman e Laurence Jones, hanno utilizzato le osservazioni del gas caldo per tracciare la distribuzione della materia oscura in NGC 6482. Il gas viene riscaldato a una temperatura di 10 milioni di gradi Celsius, principalmente a causa di shock riscaldamento a causa del collasso gravitazionale.
Parlando oggi al RAS National Astronomy Meeting di Birmingham, Habib Khosroshahi ha descritto la scoperta di una notevole concentrazione di materia oscura nel nucleo di NGC 6482. Khosroshahi ha anche descritto altri due esempi di alta concentrazione di massa in galassie fossili più imponenti e distanti studiate da entrambi i telescopi Chandra e XMM-Newton, sebbene il case di NGC 6482 sia unico, poiché è possibile sondare il centro del sistema con maggiore precisione.
Secondo Khosroshahi, la concentrazione di massa al centro di questi antichi gruppi di galassie, che è principalmente sotto forma di materia oscura, è risultata tipicamente cinque volte superiore rispetto ai normali gruppi di galassie con massa e dimensioni dell'alone simili. Questa concentrazione centrale di massa sostiene l'idea che gruppi fossili come NGC 6482 siano strutture molto antiche che sono crollate molto prima che si formassero i gruppi tipici di galassie. "La spiegazione di una tale distribuzione centralizzata della materia oscura potrebbe essere che il sistema si è formato con un redshift molto elevato quando l'Universo era molto giovane e denso", ha affermato Khosroshahi.
Il grande vantaggio dei gruppi fossili rispetto ai gruppi normali è che nessuna interazione galattica importante, che può mescolare il gas caldo, sta avvenendo, ha aggiunto. Pertanto, forniscono laboratori ideali per studiare le proprietà della materia visibile sotto forma di gas e stelle, nonché il loro contenitore, la materia oscura.
Fonte originale: RAS News Release
