Mørkt stof opfører sig usædvanligt i fjern galakse

Fjernt fra Mælkevejen findes en samling af galakser kendt som galaksehoben Abell 3827.

Astronomer har i en ny undersøgelse opdaget et usædvanligt fænomen i en af galakserne i Abell 3827: En klump af mørkt stof er tilsyneladende sakket milliarder af kilometer bagud i forhold til galaksen.

»Det er en af de første og bedste observationer af, at mørkt stof kan være forskudt fra lysende stof – altså stjernerne i galaksen. Det er interessant, fordi den slags observationer kan få betydning for vores opfattelse af, hvad mørkt stof er for noget,« siger Jens Hjorth, som er professor og leder af Dark Cosmology Centre ved Københavns Universitet.

Vekselvirker mørkt stof med sig selv?

Astronomerne har længe været overbeviste om, at en stor del af universet – omkring 27 procent – består af mørkt stof. Men ingen ved rigtigt, hvad mørkt stof er for noget, for det lader sig tilsyneladende slet ikke påvirke af almindeligt stof.

Astronomerne kender kun til eksistensen af mørkt stof, fordi de kan se, at det påvirker tyngdekraften, eller rettere; det mørke stof vekselvirker med tyngdekraften.

Men de nye observationer kan muligvis være et tegn på, at det mørke stof også er i stand til at vekselvirke med sig selv, lyder det fra forskerne bag undersøgelsen.

»Vi ved, at mørkt stof findes, fordi det vekselvirker via tyngdekraften med Universet omkring os, men det er stadig pinligt lidt, vi ved om, hvad mørkt stof faktisk er for noget. Vore observationer tyder på, at det mørke stof måske også vekselvirker med sig selv igennem andre kræfter end tyngdekraften,« siger Liliya Williams fra University of Minnesota i en pressemeddelelse fra Det Europæiske Sydobservatorium (ESO).

Usikkert om mørkt stof påvirker sig selv

På Københavns Universitet er professor Jens Hjorth enig i, at den nye undersøgelse godt kan tolkes som et tegn på, at mørkt stof ikke kun gider at lege med tyngdekraften, men måske godt kan finde på at ’socialisere’ med sig selv.

»Hvis mørkt stof vekselvirker med sig selv, kan det teoretisk set give anledning til sådan en effekt, som de ser i undersøgelsen. Men problemet er, at effekten også kan være blevet skabt af andre ting. Derfor kan man kun sige, at det er muligt, at mørkt stof vekselvirker med sig selv. Men vi ved stadig ikke, om det gør det,« forklarer Jens Hjorth.

Han forsker selv i mørkt stof, men har ikke været en del af den nye undersøgelse.

Mest troværdige eksempel på forskydning af mørkt stof

Den gængse opfattelse blandt astronomerne er, at det mørke stof normalt lægger sig som en ’sky’ rundt om galakser – det gælder også vores egen galakse Mælkevejen, som menes at være omsluttet af en stor ring af mørkt stof.

Men i den nye undersøgelse har forskerne observeret, at en af galakserne i Abel 3827 afviger fra ’normalen’ – galaksens sky af mørkt stof er nemlig sakket bagud og befinder sig for øjeblikket 5.000 lysår (altså 50.000 millioner millioner kilometer) bagud i forhold til galaksen.

»For det meste befinder det mørke stof sig sammen med stjernerne i galaksen, men her har de vist, at det mørke stof er forskudt fra stjernerne. Det er ikke forskudt voldsomt meget – det ligger lige på grænsen til, at man kan være sikker på, at observationen er korrekt.«

»Man kan sige, at vi er 99,9 procent sikre på, at det mørke stof virkelig er forskudt i forhold til galaksen,« forklarer Jens Hjorth, som påpeger, at det ikke er første gang, at astronomer har fundet tegn på, at mørkt stof kan ’sakke bagud’ i forhold til galakser.

»Der har været rapporter om noget tilsvarende, men det her er nok det mest troværdige eksempel på det.«

Rumteleskopet Hubble brugt i undersøgelsen

Forskerne har i den nye undersøgelse gjort brug af to avancerede teleskoper: Hubble-teleksopet, som svæver rundt ude i rummet, og Very Large Telescope (VLT), som står i Chile.

Galaksehoben Abell 3827 er imidlertid så fjernt fra Jorden, at teleskoperne ikke direkte kan observere Abel 3827’s stjerner og galakser.

For at kunne se galakserne og det mørke stof har forskerne derfor brugt et trick, som kaldes en ’gravitationslinse’.

Jens Hjorth forklarer om metoden, at man ser på, hvordan lys bliver afbøjet rundt om galakserne – og ud fra denne information kan man regne ud, hvor stjerner og mørkt stof befinder sig.

»Man bruger galaksehoben som en form for forstørrelsesglas, og på den måde får man informationer om, hvordan de enkelte galakser ser ud. I undersøgelsen kortlægger de både det mørke stof og stjernerne, og på den måde kan de se, at i en af galakserne ligger det mørke stof ikke oven på stjernerne,« forklarer Jens Hjorth.

Den nye undersøgelse er publiceret i det videnskabelige tidsskift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.