Кредитний імідж: ESO
Скупчення галактик - це дуже великі будівельні блоки Всесвіту. Ці гігантські структури містять сотні до тисяч галактик і, менш помітну, але не менш цікаву, додаткову кількість «темної матерії», походження якої досі не піддається астрономам, загальною масою в тисячі мільйонів мільйонів разів перевищує масу нашого Сонця. Наприклад, порівняно поблизу скупчення Коми, наприклад, містить тисячі галактик і вимірює понад 20 мільйонів світлових років поперек. Ще один відомий приклад - скупчення Діви на відстані близько 50 мільйонів світлових років, і все ще тягнеться під кутом понад 10 градусів на небі!
Скупчення галактик утворюються в найгустіших регіонах Всесвіту. Таким чином вони прекрасно простежують основу масштабних структур у Всесвіті так само, як маяки простежують узбережжя. Отже, дослідження скупчень галактик говорять нам про будову величезного простору, в якому ми живемо.
Опитування REFLEX
Слідом за цією ідеєю, європейська команда астрономів під керівництвом Ганса Брінгрінга (MPE, Гарчінг, Німеччина), Луїджі Гуццо (INAF, Мілано, Італія), Кріса А. Коллінза (JMU, Ліверпуль) та Пітера Шукера ( MPE, Garching) розпочав десятиліття вивчення цих структур гарганту, намагаючись знайти найбільш масивні скупчення галактик.
Оскільки приблизно п'ята частина оптично невидимої маси скупчення знаходиться у вигляді дифузного дуже гарячого газу з температурою порядку декількох десятків мільйонів градусів, скупчення галактик виробляють потужне рентгенівське випромінювання. Тому їх найкраще виявити за допомогою рентгенівських супутників.
Таким чином, для цього фундаментального дослідження астрономи почали з вибору об'єктів-кандидатів, використовуючи дані з рентгенівського небесного атласу, складеного німецькою місією зйомки супутників ROSAT. Це було лише початком - тоді була проведена велика копітка робота: проведення остаточної ідентифікації цих об'єктів у видимому світлі та вимірювання відстані (тобто червоного зміщення) кандидатів у кластер.
Визначення червоного зміщення було здійснено за допомогою спостережень за допомогою декількох телескопів в обсерваторії ESO La Silla в Чилі з 1992 по 1999 рік. Яскравіші об'єкти спостерігалися з 1,5-м ESO та телескопами ESO / MPG 2,2 м, тоді як для більш віддалених і слабких об'єктів використовувався телескоп ESO 3,6 м.
Проведена на цих телескопах 12-річна програма відома астрономам як реферат кластерів REFLEX (ROSAT-ESO Flux Limited). Зараз він завершився виданням унікального каталогу з характеристиками 447 найяскравіших рентгенівських скупчень галактик на південному небі. Серед них більше половини кластерів було виявлено під час цього опитування.
Обмеження вмісту темної матерії
Кластери Галактики далеко не рівномірно розподілені у Всесвіті. Натомість вони, як правило, конгломеруються в ще більші структури, «супер-кластери». Таким чином, зірки, що збираються в галактиках, галактики, які збираються в скупчення, і скупчення, зв'язані між собою в супер-кластери, Всесвіт показує структурування в усіх масштабах - від найменшого до найбільшого. Це релікт дуже ранньої (пластової) епохи Всесвіту, так званого "інфляційного" періоду. У той час, лише мізерна частка однієї секунди після Великого вибуху, крихітні коливання щільності посилювалися і впродовж еонів вони породили набагато більші структури.
Через зв’язок між першими коливаннями та гігантськими структурами, що спостерігаються зараз, унікальний каталог REFLEX - найбільший у своєму роді - дозволяє астрономам поставити значні обмеження на вміст Всесвіту, зокрема, на кількість темної речовини, що є вважали, що його переповнюють. Цікаво, що ці обмеження є абсолютно незалежними від усіх інших методів, що використовуються для підтвердження існування темної речовини, таких як дослідження дуже віддалених наднових (див., Наприклад, ESO PR 21/98) або аналіз фону космічної мікрохвильовки (наприклад, супутник WMAP). Насправді нове дослідження REFLEX дуже доповнює вищезазначені методи.
Команда REFLEX приходить до висновку, що середня щільність Всесвіту знаходиться в діапазоні від 0,27 до 0,43 рази від "критичної щільності", забезпечуючи найбільш сильне обмеження щодо цього значення до цих пір. У поєднанні з останнім дослідженням наднових, результат REFLEX означає, що незалежно від природи темної енергії, вона тісно імітує Всесвіт з космологічною постійною Ейнштейна.
Гігантська головоломка
Каталог REFLEX також послужить багатьом іншим корисним цілям. З його допомогою астрономи зможуть краще зрозуміти детальні процеси, які сприяють нагріванню газу в цих кластерах. Також можна буде вивчити вплив середовища кластера на кожну окрему галактику. Більше того, каталог є гарною відправною точкою для пошуку гігантських гравітаційних лінз, в яких кластер виступає як гігантська збільшувальна лінза, ефективно дозволяючи спостерігати за найменшими і віддаленими об'єктами, які в іншому випадку могли б уникнути виявлення за допомогою сучасних телескопів.
Але, як каже Ганс Б. Хрінгер: «Мабуть, найважливішою перевагою цього каталогу є те, що властивості кожного окремого кластеру можна порівняти з усією вибіркою. Це головна мета опитувань: складання фрагментів гігантської головоломки для створення більш глибокого вигляду, де кожен окремий фрагмент потім набуває нового, всеосяжного значення ».
Оригінальне джерело: Новини ESO
