Hubble'i vaade massiivsele galaktik klastrile MACS J0717.5 + 3745. Krediit:
NASA, ESA, Harald Ebeling (Manoa Hawaii ülikool) ja Jean-Paul Kneib (LAM)
Selle aasta alguses suutsid Hubble'i kosmoseteleskoopi kasutanud astronoomid tuvastada õhukese tumeda aine hõõgniidi, mis näis seostavat paari kaugeid galaktikaid. Nüüd on leitud veel üks hõõgniit ja teadlased a on suutnud luua hõõgniidi kolmemõõtmelise vaate - esimest korda on seda raskesti tuvastatavat tumedat ainet suudetud nii detailselt mõõta. Nende tulemused näitavad, et hõõgniidil on suur mass ja teadlaste sõnul võivad need mõõtmised ülejäänud Universumi suhtes representatiivsed sisaldada üle poole kogu Universumi massist.
Arvatakse, et tume mateeria oli algusest peale kuulunud Universumi koosseisu, jäädi Suurest Paugust, mis lõi selgroo Universumi suuremahulisele struktuurile.
"Kosmilise veebi filamendid on tohutult laienenud ja väga hajutatud, mis muudab nende tuvastamise äärmiselt keeruliseks, rääkimata 3D-uuringutest," ütles Mathilde Jauzac Prantsusmaal Marseille'i Laboratoire d'Astrophysique de Marseille'st ja KwaZulu-Natali ülikoolist Lõuna pool. Aafrika, uuringu juhtiv autor.
Meeskond ühendas suure eraldusvõimega kujutised massiivse galaktikaklastri MACS J0717.5 + 3745 (või lühidalt MACS J0717) ümbrusest - mis on üks teadaolevalt kõige massiivsemaid galaktikaparve - ja leidis, et hõõgniit ulatub umbes 60 miljoni valgusaasta kaugusele. klaster.
Meeskond ütles, et nende tähelepanekud annavad esimese otsese pilgu tellingute kujule, mis annab Universumile ülesehituse. Nad kasutasid Hubble'i, NAOJ-i Subaru teleskoopi ja Kanada-Prantsusmaa-Hawaii teleskoopi koos spektroskoopiliste andmetega selle sees asuvate galaktikate kohta WM Kecki observatooriumist ja Gemini observatooriumist. Nende vaatluste koos analüüsimisel saadakse täielik ülevaade hõõgniidi kujust, kuna see ulatub galaktikaparvest välja peaaegu mööda meie vaatepunkti.
Meeskond kirjeldas oma retsepti ulatusliku, kuid hajusa hõõgniidi uurimiseks. .
Esimene koostisosa: paljutõotav eesmärk. Kosmilise evolutsiooni teooriad viitavad sellele, et galaktikaparved moodustuvad seal, kus kosmilise veebi hõõgniidid kohtuvad, ja hõõgniidid ajavad aeglaselt aine klastritesse. "Meie varasemast tööst MACS J0717-ga teadsime, et see klaster kasvab aktiivselt ja on seega peamine eesmärk kosmilise veebi üksikasjalikuks uurimiseks," selgitab kaasautor Harald Ebeling (Hawaii ülikool Manoas, USA), kes juhtis meeskonda, kes avastas MACS J0717 peaaegu kümme aastat tagasi.
Teine koostisosa: täiustatud gravitatsioonilise läätse tehnikad. Albert Einsteini kuulus üldrelatiivsusteooria ütleb, et valguse tee on painutatud, kui see läbib suure massiga objekte või nende läheduses. Kosmilise veebi kiud koosnevad suures osas tumedast ainest [2], mida otse näha pole, kuid nende mass on piisav, et painutada valgust ja moonutada taustal asuvate galaktikate kujutisi protsessis, mida nimetatakse gravitatsiooniläätsedeks. Meeskond on välja töötanud uued tööriistad kujutise moonutuste muutmiseks masskaardiks.
Kolmas koostisosa: kõrge eraldusvõimega pildid. Gravitatsiooniline lääts on peen nähtus ja selle uurimine vajab üksikasjalikke pilte. Hubble'i tähelepanekud võimaldasid meeskonnal uurida arvukate läätsega galaktikate täpseid deformatsioone. See omakorda näitab, kus asub varjatud tumeda aine hõõgniit. "Väljakutse," selgitas kaasautor Jean-Paul Kneib (LAM, Prantsusmaa), "pidi leidma klastri kuju mudeli, mis sobiks kõigi objektiivide omadustega, mida me vaatlesime."
Lõpuks: kauguste ja liikumiste mõõtmine. Hubble'i klastri vaatlused annavad parima hõõgniidi kahemõõtmelise kaardi, kuid selle kuju 3D-kujuliseks nägemiseks on vaja täiendavaid vaatlusi. Värvilised pildid [3] ja spektromeetritega [4] mõõdetud galaktikate kiirused, kasutades Subaru, CFHT, WM Kecki ja Gemini North teleskoopide andmeid (kõik Mauna Keas, Hawaiil), võimaldasid meeskonnal leida tuhandeid galaktikaid hõõgniidi sees ja paljude nende liikumise tuvastamiseks.
Konstrueeriti mudel, mis ühendas kõigi nende galaktikate asukoha ja kiiruse teabe ning see paljastas hõõgniidi struktuuri 3D-kuju ja orientatsiooni. Selle tulemusel suutis meeskond mõõta selle tabamatu kiudstruktuuri tegelikke omadusi ilma määramatuste ja eelarvamusteta, mis tulenevad struktuuri projekteerimisest kahele mõõtmele, nagu sellistes analüüsides on tavaline.
Saadud tulemused suruvad teoreetilise töö ja kosmilise veebi arvuliste simulatsioonide abil tehtud ennustuste piire. Vähemalt 60 miljoni valgusaasta pikkune hõõgniit MACS J0717 on äärmuslik isegi astronoomiliste skaalade puhul. Ja kui selle massisisaldust, mida meeskond mõõdab, võib pidada hiiglaslike klastrite lähedal asuvate filamentide jaoks representatiivseteks, võivad need kosmilise veebi sõlmede vahelised hajuühendused sisaldada isegi rohkem massi (tumeda aine kujul) kui teoreetikud ennustasid.
Lisateave selles ESA HubbleCasti videos:
Allikas: ESA Hubble
