Habla skats uz masīvo galaktiku kopu MACS J0717.5 + 3745. Kredīts:
NASA, ESA, Haralds Ebelings (Havaju Universitāte, Manoa) un Žans Pols Kneibs (LAM)
Šā gada sākumā astronomi, izmantojot Habla kosmisko teleskopu, spēja identificēt plānu tumšās vielas pavedienu, kas šķita saista kopā tālu galaktiku pāri. Tagad ir atrasts vēl viens kvēldiegs, un zinātnieki a ir spējuši radīt kvēldiega trīsdimensiju skatu - pirmo reizi jebkad grūti pārbaudāmā tumšā viela ir tik precīzi izmērīta. Viņu rezultāti liecina, ka kvēldiegam ir liela masa, un, pētnieki saka, ja šie mērījumi ir reprezentatīvi pārējam Visumam, tad šīs struktūras var saturēt vairāk nekā pusi no visas Visuma masas.
Tiek uzskatīts, ka tumšā matērija jau no paša sākuma ir bijusi Visuma sastāvdaļa, Lielajā sprādzienā paliekošā, kas radīja mugurkaulu Visuma liela mēroga struktūrai.
“Kosmiskā tīkla pavedieni ir ļoti paplašināti un ļoti izkliedēti, kas tos padara ārkārtīgi grūti pamanāmus, nemaz nerunājot par 3D izpēti,” sacīja Mathilde Jauzac no Marseļas laboratorijas Francijā un Kvazulu-Natālas universitātes dienvidos. Āfrika, galvenā pētījuma autore.
Komanda apvienoja augstas izšķirtspējas attēlus reģionam ap masīvo galaktiku kopu MACS J0717.5 + 3745 (vai īsumā MACS J0717) - vienu no visvairāk zināmajiem galaktiku klasteriem - un atklāja, ka kvēldiegs sniedzas apmēram 60 miljonu gaismas gadu attālumā no klasteris.
Komanda sacīja, ka viņu novērojumi sniedz pirmo tiešo ieskatu sastatņu formā, kas piešķir Visumam tā struktūru. Viņi izmantoja Habla, NAOJ Subaru teleskopu un Kanādas, Francijas un Havaju teleskopu ar spektroskopiskiem datiem par tajā esošajām galaktikām no WM Keck Observatory un Gemini Observatory. Analizējot šos novērojumus, tiek iegūts pilnīgs kvēldiega formas pārskats, jo tas izplešas no galaktiku kopas gandrīz gar mūsu redzes līniju.
Komanda sīki aprakstīja savu “recepti” plašā, bet izkliedētā pavediena izpētei. .
Pirmā sastāvdaļa: daudzsološs mērķis. Kosmiskās evolūcijas teorijas liek domāt, ka galaktiku puduri veidojas tur, kur satiekas kosmiskā tīkla pavedieni, un pavedieni lēnām iepludina matērijas kopās. “No mūsu iepriekšējā darba MACS J0717 mēs zinājām, ka šis klasteris aktīvi aug un tādējādi ir galvenais mērķis sīki izstrādāta kosmiskā tīkla izpētei,” skaidro līdzautors Haralds Ebelings (Havaju Universitāte Manoā, ASV), kurš vadīja komandu, kas gandrīz pirms desmit gadiem atklāja MACS J0717.
Otrā sastāvdaļa: uzlabotas gravitācijas objektīvu metodes. Alberta Einšteina slavenā vispārējās relativitātes teorija saka, ka gaismas ceļš ir saliekts, kad tas iet caur objektiem vai to tuvumā ar lielu masu. Kosmiskā tīkla pavedienus lielākoties veido tumšā matērija [2], kuru nevar tieši redzēt, bet to masa ir pietiekama, lai saliektu gaismu un izkropļotu galaktiku attēlus fonā procesā, ko sauc par gravitācijas objektīvu. Komanda ir izstrādājusi jaunus rīkus, lai attēla kropļojumus pārveidotu masu kartē.
Trešā sastāvdaļa: Augstas izšķirtspējas attēli. Gravitācijas lēca ir smalka parādība, un, pētot to, ir nepieciešami sīki attēli. Habla novērojumi ļāva komandai izpētīt precīzu deformāciju daudzu objektīvu galaktiku formās. Tas savukārt atklāj, kur atrodas slēptais tumšās vielas pavediens. "Izaicinājums," skaidro līdzautors Žans Pols Kneibs (LAM, Francija), "bija atrast klastera formas modeli, kas atbilstu visām objektīva iezīmēm, kuras mēs novērojām."
Visbeidzot: attālumu un kustību mērīšana. Habla kopas novērojumi dod vislabāko kvēldiega divdimensiju karti, taču, lai redzētu tās formu 3D formātā, nepieciešami papildu novērojumi. Krāsu attēli [3], kā arī galaktiku ātrumi, kas izmērīti ar spektrometriem [4], izmantojot Subaru, CFHT, WM Keck un Gemini North teleskopu datus (visi atrodas Mauna Kea, Havaju salās), ļāva komandai atrast tūkstošiem galaktiku. kvēldiega iekšpusē un lai noteiktu daudzu no tām kustības.
Tika izveidots modelis, kas apvienoja visu šo galaktiku pozicionēšanas un ātruma informāciju, un tad tas atklāja pavediena struktūras 3D formu un orientāciju. Rezultātā komanda spēja izmērīt šīs nenotveramās pavedienu struktūras patiesās īpašības bez nenoteiktībām un aizspriedumiem, kas rodas, projektējot struktūru divās dimensijās, kā tas ir ierasts šādās analīzēs.
Iegūtie rezultāti pārsniedz teorētiskā darba un kosmiskā tīkla skaitlisko simulāciju veikto prognožu robežas. MACS J0717 pavediens, kura garums ir vismaz 60 miljoni gaismas gadu, ir ekstrēms pat astronomiskos mērogos. Un, ja tā masas saturu, ko mēra komanda, var uzskatīt par reprezentatīvu pavedieniem netālu no milzu kopām, tad šīs difūzās saites starp kosmiskā tīkla mezgliem var saturēt pat vairāk masas (tumšās vielas formā) nekā prognozēja teorētiķi.
Vairāk informācijas šajā ESA HubbleCast video:
Avots: ESA Habla
