Очень далёкое протоскопление содержит огромный резервуар горячего газа

Протоскопление Паутина
На этом изображении показано протоскопление Паутина, запечатлённое в то время, когда Вселенной было всего 3 миллиарда лет. Авторы и права: ESO / Di Mascolo et al. / NASA / ESA / Hubble / H. Ford.

Протоскопление галактик формируется вокруг недавно открытой галактики Паутина (также известной как MRC 1138-262 или PKS 1138-262), объекта, находящегося на расстоянии почти 10 миллиардов световых лет.

Скопления галактик содержат тысячи галактик всех возрастов, форм и размеров.

Их масса примерно в один миллион миллиардов раз превышает массу Солнца, и они формируются в течение миллиардов лет по мере того, как меньшие группы галактик медленно собираются вместе.

Скопления галактик также содержат обширную внутрикластерную среду газа (ВСГ), которая пронизывает пространство между галактиками в скоплении. Этот газ на самом деле значительно перевешивает сами галактики.

Большая часть физики скоплений галактик хорошо изучена. Однако наблюдения самых ранних фаз формирования ВСГ остаются немногочисленными.

Ранее ВСГ изучали только в полностью сформировавшихся близлежащих скоплениях галактик. Обнаружение ВСГ в далёких протоскоплениях позволило бы астрономам лучше изучить ранние стадии формирования этих скоплений.

Астроном из Университета Триеста Лука Ди Масколо и его коллеги стремились обнаружить ВСГ в протоскоплении на ранних стадиях Вселенной.

“Космологическое моделирование предсказывало присутствие горячего газа в протоскоплениях более десяти лет, но наблюдательные подтверждения отсутствуют”, – сказала доктор Елена Расиа, исследователь из Итальянского национального института астрофизики.

Стремление к такому ключевому наблюдательному подтверждению привело исследователей к тщательному выбору одного из наиболее многообещающих протоскоплений-кандидатов.

Это было протоскопление Паутины, сформировавшееся в эпоху, когда Вселенной было всего 3 миллиарда лет.

Несмотря на то, что это наиболее интенсивно изучаемый протокластер, присутствие ВСГ оставалось неуловимым.

Обнаружение большого резервуара горячего газа в протоскоплении Паутины указывает на то, что система находится на пути к тому, чтобы стать настоящим, долговечным скоплением галактик.

Авторы исследования обнаружили ВСГ протокластера Паутины с помощью так называемого теплового эффекта Сюняева-Зельдовича.

Этот эффект возникает, когда свет от космического микроволнового фона – реликтового излучения Большого взрыва – проходит через ВСГ.

Когда этот свет взаимодействует с быстро движущимися электронами в горячем газе, он получает немного энергии, и его цвет, или длина волны, немного меняется.

“Таким образом, при правильных длинах волн эффект Сюняева-Зельдовича проявляется как эффект затенения галактического скопления на космическом микроволновом фоне”, – сказал доктор Ди Масколо.

Таким образом, измеряя эти потемнения на космическом микроволновом фоне, астрономы могут сделать вывод о существовании горячего газа, оценить его массу и составить карту его формы.

“Благодаря своему беспрецедентному разрешению и чувствительности ALMA – единственный инструмент, который в настоящее время способен выполнять такие измерения для далёких прародителей массивных скоплений”, – сказал доктор Ди Масколо.

Астрономы определили, что протоскопление Паутины содержит обширный резервуар горячего газа с температурой в несколько десятков миллионов градусов по Цельсию.

Это открытие показывает, что протоскопление Паутины, как ожидается, действительно превратится в массивное скопление галактик примерно через 10 миллиардов лет, увеличив свою массу как минимум в десять раз.

Это обеспечивает наблюдательное подтверждение давних теоретических предсказаний о формировании крупнейших гравитационно связанных объектов во Вселенной.

Оставьте комментарий