Ảnh: Yiannis Kourtoglou/Reuters
Các nhà thiên văn học từ Viện Công nghệ California và Đại học Harvard đã phát hiện ra một hiện tượng độc đáo về sự tách biệt giữa vật chất tối và vật chất thông thường trong vụ va chạm của hai cụm thiên hà khổng lồ MACS J0018.5+1626. Kết quả nghiên cứu được phát hành trong Tạp chí Vật lý thiên văn.
Khi các thiên hà va chạm, vật chất tối, chỉ tương tác thông qua lực hấp dẫn và không phát ra ánh sáng, tiếp tục di chuyển về phía trước, trong khi vật chất bình thường, cũng tương tác thông qua lực điện từ, chậm lại và bị bỏ lại phía sau.
Sự tách biệt giữa vật chất tối và vật chất bình thường này đã được quan sát trước đây, ví dụ như trong Bullet Cluster. Nó bao gồm hai cụm va chạm trong đó khí nóng đang rơi xuống phía sau vật chất tối. Tình huống xảy ra trong MACS J0018.5+1626 (sau này được đặt tên là MACS J0018.5) cũng tương tự, nhưng hướng của sự hợp nhất được xoay khoảng 90 độ so với Bullet Cluster.
Các nhà khoa học đã phân tích dữ liệu từ nhiều đài quan sát, bao gồm Đài quan sát Submillimeter Caltech, Đài quan sát WM Keck, Đài quan sát tia X Chandra, Kính viễn vọng không gian Hubble và các thiết bị khác. Dữ liệu này cho phép họ nghiên cứu chi tiết sự tích tụ của cả vật chất tối và vật chất bình thường trong các cụm.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp hiệu ứng động học Sunyaev-Zel’dovich để đo tốc độ của khí trong các cụm và sử dụng dữ liệu Keck để xác định tốc độ của các thiên hà, cho phép họ đo gián tiếp tốc độ của vật chất tối. Sử dụng dữ liệu tia X Chandra, họ cũng xác định được nhiệt độ và vị trí của khí.
Bằng cách kết hợp dữ liệu từ các kính thiên văn khác nhau và mô phỏng vụ va chạm, các nhà khoa học phát hiện ra rằng các cụm đang di chuyển về phía nhau với tốc độ khoảng 3.000 km/giây, hay khoảng một phần trăm tốc độ ánh sáng. Hướng của vụ va chạm, kết hợp với thực tế là vật chất tối và vật chất bình thường tách ra, giải thích tại sao hai loại vật chất dường như đang di chuyển theo hướng ngược nhau.
