Российские астрофизики исследовали параметры необычного скопления галактик в далекой Вселенной. Результаты измерений показывают, что перед нами разворачивается редкая драматическая картина — это два скопления, которые недавно пережили колоссальное столкновение, рассказали ученые.
Ученые Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) в составе международного коллектива нашли подтверждение гипотезе, что скопление галактик Арахис представляет собой редкое космическое событие — на самом деле это два скопления, которые сравнительно недавно прошли друг сквозь друга. Исследование опубликовано в журналах Astronomy & Astrophysics и Journal of High Energy Astrophysics.
О чем речь
Скопления галактик — самые крупные гравитационно-связанные структуры во Вселенной. Они содержат сотни и тысячи галактик, колоссальные объемы горячего газа и еще большую массу невидимой темной материи.
Столкновения таких объектов — самые мощные и энергичные события во Вселенной после Большого взрыва. Однако они происходят очень медленно. Только стадия, когда сталкиваются центральные части ядер скоплений, длится недолго (по космическим меркам) и наблюдать ее удается крайне редко.
Космический Арахис
Скопление Арахис (зарегистрировано как SRGe CL0238.3+2005) было впервые замечено как протяженный источник в обзоре всего неба рентгеновским телескопом ROSAT. Источник долгое время оставался незамеченным, пока команда российских ученых во главе со старшим научным сотрудником ИКИ РАН Родионом Бурениным не обратила внимание на его высокую рентгеновскую светимость, которая говорит о большой массе объекта.
В оптическом диапазоне скопление выглядит как вытянутая цепочка из галактик. Но в рентгеновском, которое помогает увидеть горячий межгалактический газ, отчетливо видны два ярких ядра, поэтому объект и получил такое название.
В предыдущем исследовании было измерено красное смещение источника — z = 0.42. Это значит, что мы видим его таким, каким оно было примерно 4 млрд лет назад.
Чем объясняется такая форма
Ученые обратили внимание на то, что пики рентгеновского излучения не совпадают с положением галактик. Это навело ученых на мысль, что эта система далека от стабильности — признаки указывали на то, что мы стали свидетелями драматической встречи двух «половинок» Арахиса, рассказали в ИКИ РАН.
Когда скопления сталкиваются, галактики свободно пролетают друг мимо друга, поскольку расстояния между ними очень велики. Но горячий межгалактический газ, который составляет основную массу видимого вещества скоплений, испытывает сопротивление и начинает «отставать». Именно такую картину мы наблюдаем в скоплении Арахис. Распределение горячего газа смещено относительно галактик, что делает вероятным сценарий недавнего столкновения
Наталья Лыскова
старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН
Для доказательства своей гипотезы ученые объединили данные рентгеновских телескопов «Спектр-РГ»/eRosita и Chandra (NASA) с оптическими и спектроскопическими наблюдениями на телескопах БТА (Специальная астрофизическая обсерватория РАН), РТТ-150 (Российско-турецкий телескоп, Турция), DESI (США) и радиоданными ASKAP (Австралия).
Что узнали ученые
В новой работе ученые измерили лучевые скорости 31 галактики в центральной области скопления — это крупнейшая на сегодняшний день выборка для этого объекта. Распределение скоростей показывает возможное существование двух групп галактик (северной и южной), различающихся по лучевой скорости примерно на 2000 км/с.
Рентгеновские спектры показали, что температура горячего газа в предполагаемых компонентах системы достигает примерно 100 млн °C. Совокупность рентгеновских и оптических данных позволила оценить полную массу скопления в 2 квадриллиона масс Солнца — это одно из самых массивных известных скоплений.
Зная различия в скорости и используя простую динамическую модель, ученые рассчитали, под каким углом ось столкновения скоплений находится к лучу зрения. Расчеты показали, что мы скорее всего видим космическое событие под углом около 45°. В этом случае пространственная скорость сближения компонентов находится на уровне 3500 км/с, расстояние между их ядрами — около миллиона световых лет, а после прохождения ядер друг через друга прошло меньше 100 млн лет.
Свои наблюдения астрофизики проверили, сравнив расчеты с двумя уже изученными сталкивающимися скоплениями — MACS J0416 и Пуля (1E 0657−558). Первое находится на стадии до прохождения ядер, второе — значительно позже, когда компоненты уже далеко разошлись.
Что это дает
Совокупность данных говорит о том, что ученые стали свидетелями довольно редкой картины. Мы буквально сейчас видим, как едва столкнувшиеся скопления расходятся в стороны — вероятность обнаружить такую систему крайне мала.
Пока мы не можем однозначно утверждать, что перед нами именно два гравитационно связанных компонента, а не одно массивное скопление. Для окончательного вывода нужно измерить красные смещения еще нескольких десятков галактик. В любом из этих сценариев скопление Арахис остается очень редким объектом. Теоретически, на всем небе можно ожидать лишь 15−20 столь массивных и удаленных систем
Игорь Зазнобин
младший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН
Получается, Арахис представляет собой интереснейшую мишень для дальнейших наблюдений. Ученые уже подали заявки на то, чтобы посмотреть на скопление в радио, миллиметровом, оптическом и рентгеновском диапазонах. Новые данные помогут уточнить параметры столкновения, а также пролить свет на одну из главных загадок Вселенной — свойства неуловимой темной материи.
#КуZбасс #ZаРодину #ZаПобеду #ЗаРоссию #ZаМир #kuZinfoZaПобеду #куZинфоZаПобеду #куZинфоЗАпобеду #ZаПрезидента #ZаПутина #ZaPutina
Официальные аккаунты КузИнфо.ру в соцсетях: Одноклассники, ВКонтакте, X - KuzInfo, Яндекс Дзен, Rutube
