Bild https://webbtelescope.org centrala delen av Bullet Cluster, som består
av två massiva galaxhopar. Det stora antalet galaxer och förgrundsstjärnor i
bilden fångades av NASA:s James Webb Space Telescope i kortvågigt infrarött
ljus medan glödande heta röntgenstrålar som ses har fångats av NASA:s Chandra X-ray Observatory och
visas i rosa.
Den blå
färgen representerar den mörka materian som forskarna just kartlagt med hjälp
av Webbteleskopets detaljerade avbildning. Normalt kombineras gas, stoft, stjärnor och
mörk materia till galaxer även när de är bundna av gravitation till större
grupper (galaxhopar). Hopen är ovanlig på så vis att gasen och den mörka materian
inom hopen är separerade vilket ger ytterligare bevis och stöd för mörk
materia.
Sammantaget förfinar forskarnas nya mätningar
avsevärt det vi vet om hur massa sprids i galaxhopar. Galaxhopen till
vänster har ett asymmetriskt, långsträckt område av massa längs den vänstra
kanten av det blå området, vilket pekar på tidigare
sammanslagningar i hopen av galaxer.
Mörk materia avger, reflekterar eller absorberar
inte ljus och forskarnas resultat tyder på att mörk materia inte visar några
tecken på betydande självinteraktion. Om mörk materia verkligen växelverkade av
sig själv i Webbs observationer skulle teamet se en förskjutning mellan
galaxerna beroende av deras respektive mörka materia.
– När galaxhoparna kolliderade drogs gasen utåt och
lämnades kvar, vilket röntgenstrålningen bekräftar, beskriver Kyle Finner,
medförfattare och biträdande forskare vid IPAC vid Caltech i Pasadena,
Kalifornien. Webbs observationer visar att mörk materia fortfarande ligger i
linje med galaxerna.
Även om tidigare mätningar med andra teleskop också
identifierade osynlig massa utöver massan i galaxerna, var det fortfarande
möjligt att den mörka materian kunde växelverka med sig själv i någon grad.
Dessa nya observationer sätter starkare gränser för beteendet hos partiklar av
mörk materia. De märkliga nya klumparna och den långsträckta massan som
forskarlaget identifierade kan betyda att galaxhopen bildades av mer än en
kollision mellan galaxhopar miljarder år tillbaka.
Den större galaxhopen, som ses till vänster kan ha
drabbats av en mindre kollision innan den rammade genom galaxhopen som ses till
höger. Samma större kluster kan också ha upplevt en våldsam interaktion efteråt
vilket orsakat en ytterligare omskakning av dess innehåll. "Ett mer
komplicerat scenario skulle leda till en enorm asymmetrisk förlängning som vi
ser till vänster", beskriver James Jee, medförfattare, professor vid
Yonsei University och forskningsassistent vid UC Davis i Kalifornien.
Galaxklustret är enormt, även i jämförelse med kluster i rymden. Webbs NIRCam täckte en betydande del av det enorma området med sina
bilder, men inte allt. Webbs första bilder gör det möjligt att extrapolera
hur tung hela "komplexet" är, men vi kommer att behöva framtida
observationer av komplexets hela "area" för exakta mätningar.
Inom en snar framtid kommer forskarna också att ha
omfattande bilder i kortvågigt infrarött ljus från NASA:s romerska
rymdteleskop Nancy Grace, som ska lanseras i maj 2027. "Med Roman kommer
vi att ha fullständiga uppskattningar av massan av hela galaxhopen, vilket gör det möjligt för oss att återskapa den faktiska kollisionen på
datorer", beskriver Finner.
Stjärnhopen finns i stjärnbilden Kölen ( eng.Carina) , 3,8 miljarder ljusår från jorden.
"Med Webbs observationer mätte vi noggrant massan hos Bullet Cluster med den största linsdatamängden hittills, från galaxhopens kärnor hela vägen ut till deras utkanter", säger Sangjun Cha, huvudförfattare och doktorand vid Yonsei University i Seoul, Sydkorea. till artikeln som publicerades i The Astrophysical Journal Letters.
