Tán vật chất tối là sự phân bố theo lý thuyết của vật chất tối trải dài khắp thiên hà, vượt xa các thành phần có thể nhìn thấy được của nó. Khối lượng của tán vật chất tối lớn hơn nhiều so với khối lượng của các thành phần khác của thiên hà. Sự tồn tại của nó được đưa ra để giải thích cho thế năng hấp dẫn quyết định động lực của các thiên thể trong các thiên hà. Bản chất của tán vật chất tối là một lĩnh vực quan trọng trong nghiên cứu vũ trụ học hiện nay, đặc biệt là mối liên hệ của nó với sự hình thành và tiến hóa thiên hà.
Ảnh phải, hình ảnh quang học: Abell 2029 là một cụm thiên hà bao gồm hàng nghìn thiên hà.
Ảnh trái, hình ảnh tia X: Cụm sao này được nhúng trong một đám mây khổng lồ chứa khí phát tia X nóng. Khí nóng này sẽ bốc hơi khỏi cụm nếu không có tán vật chất tối.
Image credit: NASA / CXC / UCI / A.Lewis et al. Quang học: Pal.Obs. DSS.
Bằng chứng cho sự tồn tại của vật chất tối đầu tiên đến từ các nghiên cứu về chuyển động của các ngôi sao và khí trong các thiên hà. Ví dụ, số lượng và sự phân bố của vật chất phát sáng trong các thiên hà đĩa không thể giải thích được các đường cong quay quan sát được, ngụ ý một thành phần vô hình đáng kể. Theo cách tương tự, sự phân tán vận tốc đo được ở các vùng bên ngoài của các thiên hà elip cao hơn dự kiến đối với vật chất phát sáng trong thiên hà. Các ước tính dựa trên những cân nhắc này cho thấy có lẽ có tới 90% vật chất hiện diện trong các thiên hà là ở dạng vật chất tối.
Bằng chứng về vật chất tối cũng được tìm thấy thông qua quan sát chuyển động của các thiên hà theo nhóm và cụm. Sử dụng một lập luận tương tự áp dụng cho chuyển động của các ngôi sao trong các thiên hà, vận tốc của các thiên hà trong các nhóm và cụm cao đến mức nhóm hoặc cụm sẽ bay ra nếu chỉ có vật chất phát sáng.
Ngoài ra, khí phát ra tia X thường được tìm thấy ở khắp các cụm thiên hà cho thấy rằng các cụm thiên hà này phải chứa một lượng lớn vật chất tối. Với nhiệt độ vượt quá một triệu độ, khí này sẽ bay hơi khỏi cụm nếu các phần tử nhìn thấy là thành phần duy nhất.
Trong cả thiên hà và các nhóm và cụm thiên hà, vật chất tối được tìm thấy phân bố trong một tán hình cầu gần như xung quanh thành phần có thể nhìn thấy - được gọi là tán tối hay tán vật chất tối. Trong thiên hà Ngân Hà, tán vật chất tối dường như mở rộng ra ít nhất 300.000 năm ánh sáng, và có thể xa hơn nữa, vượt xa phạm vi của vật chất nhìn thấy được trong đĩa thiên hà.
Tham khảo
- Wikipedia: Galactic halo
- COSMOS: Dark Halo
