Персей, один из самых массивных галактических скоплений во Вселенной, долгое время считался спокойным и стабильным. Но новые данные показали, что он пережил катастрофическое столкновение с другим скоплением. Ученые обнаружили «мост» из темной материи длиной 1,4 миллиона световых лет — ключ к разгадке древнего космического катаклизма.
Персей — не такой уж «расслабленный»
Галактические скопления, не испытывавшие столкновений миллиарды лет, астрономы называют «расслабленными». Персей, расположенный в 250 миллионах световых лет от Земли, считался классическим примером такого скопления. Его структура казалась стабильной: горячий газ плавно циркулировал между галактиками, а в центре наблюдалось слабое радиоизлучение — так называемый «мини-гало».
Но в 2012 году ученые обнаружили несоответствие. Скопление оказалось асимметричным, а данные рентгеновских телескопов выявили «холодные фронты» — гигантские области, где горячий газ сталкивается с более холодным. Это явный признак прошлого столкновения. Однако второй участник катастрофы оставался невидимым.
«Мы не ожидали, что Персей скрывает такое бурное прошлое», — говорит ХёнХан Ким, ведущий автор исследования.
Следы скрытого скопления
Чтобы найти «пропавшего» виновника столкновения, астрономы использовали метод слабого гравитационного линзирования. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, массивные объекты искривляют пространство-время, искажая свет далеких галактик. Анализируя эти искажения, ученые могут вычислить распределение массы в скоплении, включая невидимую темную материю.
С помощью телескопа Subaru на Гавайях команда изучила свет тысяч галактик, расположенных за Персеем. Оказалось, что на окраинах скопления скрывается массивный субкластер — остатки другой галактической группы, врезавшейся в Персей. Его масса примерно в 100 раз превышает массу Млечного Пути.
- Длина «моста» из темной материи — 1,4 миллиона световых лет.
- Масса моста сравнима с массой субкластера.
- Столкновение произошло около 750 миллионов лет назад.
Три прохода через центр
Компьютерное моделирование показало, что столкновение было не единичным событием, а серией гравитационных взаимодействий:
- 7,5 миллиардов лет назад — субкластер попал в зону влияния Персея.
- 5,5 миллиардов лет назад — первое прохождение через центр скопления.
- 2,5 миллиарда лет назад — второе сближение.
- 750 миллионов лет назад — третий и последний проход.
Эти данные объясняют не только асимметрию Персея, но и наличие холодных фронтов, обнаруженных ранее.
Почему это важно?
Открытие меняет представление о динамике галактических скоплений. Персей — ближайший к нам объект такого масштаба, и его изучение помогает понять, как формируются и эволюционируют крупнейшие структуры Вселенной. Кроме того, метод слабого линзирования доказал свою эффективность в поиске скрытой материи.
«Это исследование — лишь начало. Теперь мы знаем, что даже «спокойные» скопления могут хранить следы древних катастроф», — отмечает Ким.