Астрономы исследуют рождение скопления галактик в молодой Вселенной

Астрономы обнаружили огромный резервуар горячего газа в зарождающемся скоплении галактик, окружающем одноименную галактику Паутина. Это первый случай наблюдения такого горячего газа на таком большом расстоянии

Скопления галактик, как следует из названия, представляют собой скопления большого количества галактик – иногда тысячи галактик. Эти скопления содержат много вещества, называемого «внутрикластерной средой» (ICM) – газа, заполняющего пространство между галактиками в скоплении. Фактически, этот газ значительно превосходит по массе сами галактики.

Фото: Ди Масколо

До сих пор облака ICM изучались только в полностью эволюционировавших близлежащих скоплениях галактик. Обнаружение ICM в далеких протокластерах – в самом начале их эволюции – позволит астрономам проследить их формирование на ранних этапах эволюции Вселенной. Именно такие наблюдения удалось провести исследовательской группе под руководством Луки Ди Масколо из Университета Триеста (Италия). Причем скопления галактик настолько массивны, что могут накапливать газ, который нагревается по мере движения к центру скопления.

«Космологические моделирования предсказывали наличие горячего газа в протокластерах уже более десяти лет, но наблюдательных доказательств все еще не было. Попытка получить такое ключевое наблюдение заставила нас тщательно отобрать одного из наиболее перспективных кандидатов», – отмечает соавтор исследования астрофизик Елена Расия.

Этим кандидатом стала паутина протокластера, которую ученые наблюдают в том виде, как она выглядела, когда Вселенной было всего три миллиарда лет. Хотя это один из наиболее интенсивно изучаемых объектов такого типа, ICM здесь до сих пор обнаружить не удалось. Обнаружение большого резервуара горячего газа в протокластере Паутина указывает на то, что система находится на пути к тому, чтобы стать полноценным устойчивым кластером, а не распасться.

Лука Ди Масколо и его команда обнаружили межгалактическую среду в протокластере Паутины благодаря процессу, известному как эффект Суняева-Зельдовича. Он возникает, когда микроволновое излучение космического фона – реликтовое излучение Большого взрыва – проходит через МКМ. Фотоны реликтового излучения взаимодействуют с быстро движущимися электронами в горячем газе и получают немного дополнительной энергии, слегка изменяя свою длину волны.

Фото: universetoday.ru

Ученые обнаружили, что Паутина протокумулуса содержит огромный резервуар горячего газа, температура которого исчисляется десятками миллионов градусов Цельсия. Холодный газ был обнаружен в этом протокластере и раньше, но масса горячего газа, обнаруженная в новом исследовании, в тысячи раз больше. Основываясь на этих результатах, астрономы предсказывают, что примерно через 10 миллиардов лет протокластер действительно превратится в массивное скопление галактик, увеличив свою массу по меньшей мере в десять раз.