Хъбъл изглед на масивен галактически клъстер MACS J0717.5 + 3745. Кредит:
НАСА, ЕКА, Харалд Ебелинг (Университет на Хаваите в Маноа) и Жан-Пол Кнайб (LAM)
По-рано тази година астрономите, използващи космическия телескоп Хъбъл, успяха да идентифицират тънка нишка от тъмна материя, която изглежда свързва двойка далечни галактики заедно. Сега е намерена друга нишка и учените са успели да произведат 3-D оглед на нишката, за първи път, когато трудно откриваемата тъмна материя е била в състояние да бъде измерена толкова подробно. Резултатите от тях предполагат, че нишката има висока маса и, според изследователите, че ако тези измервания са представителни за останалата част на Вселената, тогава тези структури могат да съдържат повече от половината от цялата маса във Вселената.
Смята се, че тъмната материя е част от Вселената от самото начало, остатък от Големия взрив, който създаде гръбнака за мащабната структура на Вселената.
„Нишките на космическата мрежа са изключително разширени и много дифузни, което ги прави изключително трудни за откриване, камо ли за изучаване в 3D“, казва Матилд Яузак от Laboratoire d'Astrophysique de Marseille във Франция и Университета на Квазулу-Натал в Южна Африка, водещ автор на изследването.
Екипът комбинира изображения с висока разделителна способност на региона около масивния галактически клъстер MACS J0717.5 + 3745 (или за кратко MACS J0717) - един от най-масовите клъстери на галактики, известни - и откри, че нишката се простира на около 60 милиона светлинни години от клъстера.
Екипът заяви, че техните наблюдения осигуряват първия пряк поглед върху формата на скелето, което придава на Вселената структура. Те използваха Хъбъл, телескопът Subaru на NAOJ и телескопът Канада-Франция-Хаваи със спектроскопични данни за галактиките в него от WM Keck Observatory и обсерваторията Близнаци. Анализът на тези наблюдения заедно дава пълен поглед върху формата на нишката, тъй като тя се простира от галактическия клъстер почти по нашата линия на зрение.
Екипът подробно описа "рецептата" си за изучаване на огромната, но разсеяна нишка. ,
Първа съставка: Обещаваща цел. Теориите за космическата еволюция предполагат, че галактическите клъстери се образуват там, където нишките от космическата мрежа се срещат, като нишките бавно изпълняват материята в струпванията. „От предишната ни работа по MACS J0717 разбрахме, че този клъстер активно се разраства и по този начин е основна цел за подробно проучване на космическата мрежа“, обяснява съавторът Харалд Ебелинг (Университета на Хаваите в Маноа, САЩ), който ръководеше екипа, който откри MACS J0717 преди почти десетилетие.
Втора съставка: усъвършенствани техники за гравитационно лещиране. Известната теория за общата относителност на Алберт Айнщайн казва, че пътят на светлината е огънат, когато минава през или близо до обекти с голяма маса. Нишките на космическата мрежа в голяма степен са съставени от тъмна материя [2], която не може да бъде видяна директно, но тяхната маса е достатъчна, за да огъва светлината и да изкривява изображенията на галактики на заден план, в процес, наречен гравитационно лещиране. Екипът е разработил нови инструменти за преобразуване на изкривяванията на изображението в масова карта.
Трета съставка: изображения с висока разделителна способност. Гравитационните лещи са фино явление и за изучаването му са нужни подробни изображения. Наблюденията на Хъбъл позволяват на екипа да проучи точната деформация във формите на многобройни облечени галактики. Това от своя страна разкрива къде се намира скритата нишка на тъмната материя. „Предизвикателството“, обяснява съавторът Жан-Пол Кнайб (LAM, Франция), „беше да се намери модел на формата на клъстера, който да отговаря на всички характеристики на обектива, които наблюдавахме“.
И накрая: Измерване на разстояния и движения. Наблюденията на Хъбъл върху клъстера дават най-добрата двуизмерна карта досега на нажежаема жичка, но за да се види формата й в 3D, са необходими допълнителни наблюдения. Цветните изображения [3], както и скоростите на галактиката, измерени със спектрометри [4], използвайки данни от телескопите Subaru, CFHT, WM Keck и Gemini North (всички на Мауна Кеа, Хаваи), позволиха на екипа да намери хиляди галактики вътре в нишката и за откриване на движенията на много от тях.
Създаден е модел, който комбинира информация за позицията и скоростта за всички тези галактики и това разкрива 3D формата и ориентацията на нишковата структура. В резултат на това екипът успя да измери истинските свойства на тази неуловима нишковидна структура без несигурността и пристрастията, които идват от проектирането на структурата в две измерения, както е обичайно при подобни анализи.
Получените резултати изтласкват границите на прогнозите, направени чрез теоретична работа и числени симулации на космическата мрежа. С дължина от поне 60 милиона светлинни години нишката MACS J0717 е изключителна дори в астрономически мащаби. И ако нейното масово съдържание, измерено от екипа, може да се приеме за представително за нишки в близост до гигантски клъстери, тогава тези дифузни връзки между възлите на космическата мрежа могат да съдържат дори повече маса (под формата на тъмна материя), отколкото теоретиците прогнозираха.
Повече информация в този видеоклип на ESA HubbleCast:
Източник: ESA Hubble
