Астрономы обнаружили давно упущенный элемент галактического столкновения в скоплении галактик Персея, расположенном в 240 миллионах световых лет от Земли. Открытие, опубликованное 16 апреля в журнале Nature Astronomy, может изменить наше понимание формирования крупнейших структур во Вселенной.
Этот элемент, недавно обнаруженное “подскопление”, находится в 1,4 миллиона световых лет к западу от NGC 1275, центральной галактики скопления Персея. Эти два элемента, по-видимому, соединены слабым “мостом” из материала.
Структурной основой этого моста является темная материя, самая загадочная “субстанция” Вселенной. Темная материя остается фактически невидимой, не взаимодействуя со светом, но ее взаимодействие с гравитацией помогает формировать галактические структуры.
“Это недостающая часть, которую мы искали, - заявил член команды Джеймс Джи. - Все странные формы и завихрения газа, наблюдаемые в скоплении Персея, теперь имеют смысл в контексте крупного слияния”.
Скопления галактик являются одними из крупнейших структур в известной вселенной, состоящими из тысяч галактик, связанных вместе гравитацией.
Ученые давно полагали, что эти скопления растут благодаря высокоэнергетическим слияниям, которые вполне могут быть одними из самых мощных событий в космосе со времен Большого взрыва.
Скопление Персея, масса которого равна примерно 600 триллионам солнц, долгое время считалось “образцовым” скоплением галактик. Однако в этой модельной системе галактик отсутствовали характерные признаки, указывающие на ее рост за счет слияния.
Чтобы разгадать эту загадку, Джи и его коллеги использовали телескоп Subaru и его камеру Hyper Suprime-Cam для более глубокого, чем когда-либо, исследования Персея.
Это исследование основывалось на явлении под названием “гравитационное линзирование”, впервые предсказанном Альбертом Эйнштейном в его эпохальной теории гравитации 1915 года, известной как “общей теорией относительности”.
Общая теория относительности утверждает, что объекты, обладающие массой, искривляют саму ткань пространства-времени (четырехмерное объединение пространства и времени), причем гравитация возникает из этой кривизны.
Когда свет от фонового объекта проходит через пространство-время, искривленное массивным телом, таким как скопление галактик, его путь искривляется. Это может привести к усилению света, тем самым увеличивая фоновый объект, отсюда и термин “линзирование”.
Этот эффект также может выявить некоторые особенности линзирующего тела, в том числе его структуру. А поскольку темная материя обладает массой и, следовательно, искривляет пространство и отклоняет свет под своим гравитационным воздействием, линзирование также может выявить распределение содержания темной материи в гравитационной линзе.
В данном случае этот процесс выявил присутствие массивного “комка” темной материи в скоплении Персея, весящего 200 триллионов солнечных масс. Этот комок связан с ядром скопления Персея гораздо более легким, но значительным мостом из темной материи.
Команда провела моделирование скопления Персея, которое показало, что этот комок столкнулся со скоплением около 5 миллиардов лет назад. То, что осталось от этого скопления, все еще формирует скопление Персея сегодня.
“Этот прорыв стал возможен благодаря объединению данных глубокой визуализации, полученных с телескопа Subaru, с передовыми методами гравитационного линзирования, которые мы разработали, - демонстрируя силу линзирования для раскрытия скрытой динамики самых массивных структур Вселенной”, - заключил Джи.
Обнаружение этого “моста” темной материи подтверждает теорию о том, что скопления галактик растут и развиваются благодаря слияниям, и подчеркивает важную роль темной материи в формировании крупнейших структур во Вселенной.
Товарищи, любители космоса! Подписывайтесь на канал, этим вы мотивируете и продлеваете жизнь каналу!