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チャンドラX線天文台が撮影した新しい画像は、天文学者が宇宙の暗黒物質の構成を理解するのに役立ちます。 X線データは、暗黒物質の密度が銀河の中心に至るまでスムーズに増加することを示しています。これは、「冷たい暗黒物質」モデルの予測と一致します。このモデルは、銀河が最初に形成されたときに暗黒物質粒子がゆっくりと移動し、重力を介してのみ通常の物質と相互作用するという仮定からその名前を得ています。
天文学者は、NASAのチャンドラX線天文台を使用して、銀河の巨大なクラスターにおける暗黒物質の分布の最も詳細な調査を行いました。彼らの結果は、宇宙の物質の約80％が冷たい暗黒物質、つまり密な初期宇宙から残された不思議な亜原子粒子で構成されていることを示しています。
チャンドラは、地球から約10億光年離れた場所にあるエイベル2029と呼ばれる銀河のクラスターを観測しました。クラスターは、高温のガスの巨大な雲に包まれた数千の銀河と、100兆を超える太陽に相当する量の暗黒物質で構成されています。この星団の中心には巨大な楕円形の銀河があり、これは多くの小さな銀河の融合によって形成されたと考えられています。 X線データは、暗黒物質の密度がクラスターの中心銀河に至るまでスムーズに増加していることを示しています。この発見は、冷たい暗黒物質モデルの予測と一致し、クラスターの中心にある暗黒物質の量の横ばいを予測する他の暗黒物質モデルとは対照的です。
「豊富なクラスターのコアの奥深くまで暗黒物質をどれだけうまく測定できるかに本当に驚きました」と、カリフォルニア大学アーバイン校のアーロン・ルイスは述べました。天体物理ジャーナル。 「これらの粒子の正確な性質についてはまだほとんどわかっていませんが、我々の結果は、それらが冷たい暗黒物質のように振る舞わなければならないことを示しています。」
冷たい暗黒物質は、銀河と銀河クラスターが形成され始めたときに暗黒物質の粒子がゆっくりと移動していたという仮定からその名前を得ています。暗黒物質の粒子は互いに相互作用し、「正常な」物質は重力によってのみ作用します。
ダークマターの分布にこのような厳しい制約を課した天文学者の成功は、一部には高解像度の強度と温度のマップを作成するチャンドラの能力によるものであり、一部にはターゲットの選択によるものでした。銀河団と中央銀河は異常に規則的で、妨害の兆候はほとんどまたはまったくありません。
クラスター内の高温ガスは主に暗黒物質の重力によってクラスター内に保持されるため、高温ガスの分布は暗黒物質の分布によって決まります。高温ガスからのX線の分布を正確に測定することにより、天文学者は銀河団の内部領域における暗黒物質の分布を最高に測定することができました。
「エイベル2029は平均的な人が見るのに退屈かもしれませんが、論文の共著者であるデビッドブオテは言った、「それは宇宙物理学者が研究することの純粋な喜びです。なぜならそれは理論と観察。"
典型的な例として、マサチューセッツ州ケンブリッジにあるハーバードスミソニアン天体物理学センターのラリーデビッドおよびその同僚によるハイドラA銀河クラスターの以前の観測では同様の結果が見つかりましたが、中央銀河での爆発活動の証拠により、暗黒物質の性質について明確な結論を導きます。 Abell 2029について推定された暗黒物質のプロファイルは、Hydraの結果が信頼できるものであり、冷たい暗黒物質の予測の重要な独立した確認であることを示しています。
コロラド大学ボルダー校のJohn Stockeもこの研究に参加しました。チャンドラは2000年4月12日、ACIS 2029をACIS検出器で5.6時間観測しました。NASAのマーシャル宇宙飛行センター（アラバマ州ハンツビル）は、ワシントン州NASA本社の宇宙科学局のチャンドラプログラムを管理しています。カリフォルニア州レドンドビーチのノースロップグラマン（以前はTRW、Inc.）が、この天文台の開発請負業者でした。スミソニアン天体物理天文台は、マサチューセッツ州ケンブリッジにあるチャンドラX線センターからの科学および飛行業務を管理しています。
元のソース：Chandraニュースリリース
