|
Обнаружено неожиданно спокойное скопление галактик
|
|
|
|
Астрономы обнаружили самое отдаленное «спокойное» скопление галактик на сегодняшний день — самое дальнее из когда-либо обнаруженных скоплений, которое не разрушается сильными столкновениями с другими скоплениями галактик. Это открытие прокладывает путь к изучению того, как и когда формируются некоторые из этих гигантских структур и почему Вселенная выглядит так, как она выглядит в наши дни. Чтобы найти это далекое и молодое скопление галактик, группы ученых использовали данные рентгеновской обсерватории НАСА Чандра, бывшего космического телескопа Спитцер НАСА, телескопа Южного полюса Национального научного фонда/Министерства энергетики и проекта исследования темной энергии в Чили. Они сообщили о результатах в серии из трех статей. Это скопление галактик, названное SPT-CL J2215-3537 (сокращенно SPT2215), находится примерно в 8,4 миллиардах световых лет от Земли и видно, когда Вселенной всего 5,3 миллиарда лет, по сравнению с ее нынешним возрастом в 13,8 миллиарда лет.
|
|
|
|
Это означает, что SPT2215 получил фору в своем формировании по сравнению с другими скоплениями аналогичного размера, и что в течение последнего миллиарда лет он «двигался по инерции», что позволило ему расслабиться. По оценкам астрономов, масса скопления примерно в 700 триллионов раз превышает массу Солнца. Скопления галактик — это скопления от десятков до сотен галактик вместе с огромным количеством горячего газа и темной материи, заполняющие пространство между галактиками, удерживаемые вместе гравитацией. Этот газ, имеющий температуру в миллионы градусов и излучающий в рентгеновском диапазоне, может служить индикатором того, что происходит с скоплением. Скопления галактик со временем растут, сливаясь с другими скоплениями или группами галактик, вызывая возмущения в газе скопления, такие как асимметрия или резкие особенности. Однако, имея достаточно времени, чтобы «расслабиться» без слияния, газ может принять гладкий, спокойный вид.
|
|
|
«До сих пор мы не видели расслабленное скопление галактик на таком расстоянии, как SPT2215», — сказал Майкл Кальсадилла из Массачусетского технологического института (MIT), ведущий автор самой последней из трех статей, в которых подтверждается, что скопление расслаблено, и сообщается о других ключевых свойствах скопления. В центре SPT2215 находится большая галактика, в центре которой находится гигантская черная дыра. В статье Кальзадиллы было обнаружено огромное количество новых звезд, формирующихся в этой большой галактике. Формирование звезд в центральной галактике скопления происходит за счет охлаждения горячего газа, когда скопление расслабляется. На то, насколько быстро газ остывает, образуя звезды, влияет поведение гигантской черной дыры в центре скопления. Если черная дыра вызывает слишком много мощных вспышек, большая часть газа в скоплении не успевает охладиться настолько, чтобы образовался поток новых звезд. В отличие от большинства расслабленных скоплений, наблюдаемых с помощью Chandra, гигантская черная дыра в SPT2215, по-видимому, не препятствует такому охлаждению.
|
|
|
|
«Похоже, что черная дыра в SPT2215 достаточно тихая, чтобы позволить процветать звездообразованию», — сказал Майкл Макдональд из Массачусетского технологического института, который является соавтором всех трех статей. Еще одной ключевой особенностью SPT2215 является изоляция его центральной галактики. В радиусе примерно 600 000 световых лет нет других галактик, которые были бы такими же яркими или протяженными. Это означает, что скопление не сливалось с другим скоплением примерно за последний миллиард лет, что дает еще одно свидетельство того, что SPT2215 расслаблен. Ученые не были уверены, что найдут скопление галактик, которое было расслаблено в эту эпоху Вселенной, потому что обычно они все еще переживают слияния с другими скоплениями или группами галактик по мере увеличения их размера.
|
|
|
|
«Тот факт, что это скопление настолько массивное, так рано во Вселенной, предполагает действительно захватывающую и быструю историю формирования», — сказала Линдси Блим из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США в Лемонте, штат Иллинойс, чья команда впервые сообщила об обнаружении скопления в 2020 году в первой из трех статей. «Однако тот факт, что он расслаблен, говорит об обратном. Это все равно, что найти чистую кухню сразу после обеденной суматохи». Эти результаты на SPT2215 хорошо согласуются с результатами космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА, который показал, что галактики формируются в очень молодом возрасте.
|
|
|
|
«Расслабленные скопления, такие как SPT2215, являются одним из указателей, которые использовались для измерения расширения Вселенной», — сказал Адам Манц из Стэнфордского университета, который впервые сообщил о расслабленном состоянии SPT2215, используя данные Chandra в 2022 году, во второй статье. «Добавление таких удаленных объектов к нашей выборке расслабленных скоплений позволяет нам лучше сдерживать ускорение космического расширения и свойства темной энергии, которая его движет».
|
|
|
|
Источник
|
