Дослідження галактичної катастрофи

X-rays, dark matter and galaxies in the cluster Abell 2744

X-rays, dark matter and galaxies in the cluster Abell 2744

Група вчених дослідила галактичне скупчення Abell 2744, назване Скринькою Пандори. Вчені розібралися у складній бурхливій ​​історії скупчення за допомогою телескопів у космосі та на землі, в тому числі Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO та Космічного Телескопа Хаббл. Таке враження, що Abell 2744 є результатом одночасного зіткнення принаймні чотирьох скупчень галактик. Це складне зіткнення створило дивні ефекти, котрі ніколи раніше не бачили разом.

Коли величезні скупчення галактик зіштовхуються разом, результат безладдя стає скарбницею інформації для астрономів. Досліджуючи одне з найскладніших і незвичайних небесних зіткнень скупчень, міжнародна група астрономів склала історію космічної аварії, яка сталася за період 350 мільйонів років.

Julian Merten, один з провідних вчених цього нового дослідження скупчення Abell 2744, говорить: “Подібно того, як дослідник аварії збирає до купи причини її виникнення, ми можемо використовувати спостереження цих космічних зіткнень для реконструкції подій, котрі трапились протягом сотень мільйонів років. Цим ми можемо з’ясувати, як саме утворюеться Мойка окон і як різні види матерії взаємодіють один з одним, коли вони руйнуються разом “.

“Ми прозвали його Скринькою Пандори, тому що дуже багато різних і дивних явищ були “вивільнені” через зіткнення. Деякі з цих явищ ніколи раніше не спостерігалися”, додає Renato Dupke, іще один науковець.

В даний час, скупчення Abell 2744 вивчене більш детально, ніж будь-коли раніше, завдяки поєднанню даних від Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO, японського телескопа Subaru, Космічного Телескопа Хаббл NASA/ESA та Рентгенівської Обсерваторії Chandra від NASA.

Галактики в скупченні чітко видно на зображеннях від VLT та Хаббл. Незважаючи на те, що ці галактики яскраві, вони становлять менше 5% від загальної маси. Решта – це газ (близько 20%), який настільки гарячий, що світить тільки в рентгенівських променях, та темна матерія (близько 75%), котра повністю невидима. Для розуміння того, що відбувається при зіткненні, науковій групі необхідно скласти мапу місцеперебувань всіх трьох видів матерії в Abell 2744.

Особливо невловима темна матерія, бо вона, як не виділяє, так і не поглинає та не відбиває світло (звідси й назва), а лише дає про себе знати через її гравітаційне тяжіння. Щоб точно визначити місце розташування цієї загадкової субстанції, група використовувала явище, відоме як гравітаційне лінзування. Це явище викривлення світлових променів від далеких галактик при їхньому проходженні через гравітаційні поля, котрі присутні у скупченні. Результатом цих досліджень є серії зображень контрольних спотворень далеких галактик, одержаних на VLT та на телескопі Хаббл. Старанно вимальовуючи шлях, на якому ці зображення були спотворені, можна створити досить точну мапу того, де знаходиться прихована маса, що й дасть нам точне положення темної матерії.

Для порівняння, знаходити гарячий газ у скупченні простіше, бо Рентгенівська Обсерваторія Chandra може спостерігати його безпосередньо. Ці спостереження не тільки важливі для того, щоб дізнатися, де знаходиться газ, але вони також показують кути та швидкості, на яких різні компоненти скупчення зійшлися разом.

Коли астрономи подивилися на результати, то вони знайшли багато цікавих особливостей. “Схоже, що Abell 2744 утворився з чотирьох різних скупчень, котрі беруть участь в серії зіткнень на протязі близько 350 мільйонів років. Складний і нерівномірний розподіл різних типів матерії вкрай незвичний та заворожуючий “, говорить Dan Coe, інший провідний автор дослідження.

На те подібне, що складне зіткнення відокремило деяку частину гарячого газу від темної матерії, так що тепер вони лежать окремо один від одного та від видимих ​​галактик. Скринька Пандори поєднує в собі кілька явищ, які раніше бачили в інших системах тільки окремо.

Поруч з ядром скупчення знаходиться “куля”, де газ з одного скупчення зіткнувся з іншим, що й створило ударну хвилю. Зіткнення не впливають на темну матерію [1].

В іншій частині скупчення гарячого газу нема: там присутні галактики і темна матерія. Ймовірно, що газ був прибраний під час зіткнення, залишивши по собі слабкий слід.

Іще більш дивні особливості присутні в зовнішніх частинах скупчення. Один регіон містить багато темної матерії, але не має яскравих галактик та гарячого газу. Окрема примарна хмара газу була викинута: вона радше передує, ніж слідує за темною матерією. Це загадковий механізм може повідомляти астрономам дещо про те, як темна матерія поводиться та як різні компоненти Всесвіту взаємодіють один з одним.

Скупчення галактик є найбільшими структурами космосу, що містять буквально трильйони зірок. Те, як вони формуються та розвиваються шляхом багаторазових зіткнень, має глибокий смисл для нашого розуміння Всесвіту. Подальші дослідження Скриньки Пандори, найскладнішого та дивовижного злиття, поки що незавершеного, перебувають у стадії розробки.

Примітки
[1] Даний ефект був помічений раніше в декількох зіткненнях скупчень галактик, в тому числі у своєрідному Скупченні Куль, або ж “Bullet Cluster”, 1E 0657-56.

Детальніше
Це дослідження представлене в документі, названому “Creation of cosmic structure in the complex galaxy cluster merger Abell 2744”, котрий вийшов в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Дослідна група у складі J. Merten (Institute for Theoretical Astrophysics, Heidelberg, Germany; INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Italy), D. Coe (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), R. Dupke (University of Michigan, USA; Eureka Scientific, USA; National Observatory, Rio de Janeiro, Brazil), R. Massey (University of Edinburgh, Scotland), A. Zitrin (Tel Aviv University, Israel), E.S. Cypriano (University of Sao Paulo, Brazil), N. Okabe (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, Taiwan), B. Frye (University of San Francisco, USA), F. Braglia (University of British Columbia, Canada), Y. Jimenez-Teja (Instituto de Astrofisica de Andalucia, Granada, Spain), N. Benitez (Instituto de Astrofisica de Andalucia), T. Broadhurst (University of Basque Country, Spain), J. Rhodes (Jet Propulsion Laboratory/Caltech, USA), M. Meneghetti (INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Italy), L. A. Moustakas (Caltech), L. Sodre Jr. (University of Sao Paulo, Brazil), J. Krick (Spitzer Science Center/IPAC/Caltech, USA) та J. N. Bregman (University of Michigan).

ESO, Європейська Південна Обсерваторія – це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об’єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп – найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA – найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту.

В даний час, ESO планує 40 метрового класу Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане “найбільшим в світі оком в небо”.

Поділитися новиною з друзями в соціальних мережах:



Залишити коментар