Hubbleov pogled na ogromni galaksijski klaster MACS J0717.5 + 3745. Kreditna:
NASA, ESA, Harald Ebeling (Sveučilište Havaji u Manoi) i Jean-Paul Kneib (LAM)
Ranije ove godine, astronomi pomoću svemirskog teleskopa Hubble uspjeli su identificirati vitku nit tamne materije za koju se činilo da zajedno povezuje par udaljenih galaksija. Sada je pronađeno još jedno vlakno, a znanstvenici su uspjeli proizvesti trodimenzionalni prikaz niti, što je prvi put da se teško uočljiva tamna tvar mogla izmjeriti tako detaljno. Njihovi rezultati sugeriraju da nit ima visoku masu i, kažu istraživači, da ako su ova mjerenja reprezentativna za ostatak Svemira, tada te strukture mogu sadržavati više od polovice sve mase u Svemiru.
Smatra se da je tamna tvar dio Svemira od samog početka, ostatak Velikog praska koji je stvorio okosnicu za veliku strukturu Svemira.
„Vlaknaste kozmičke mreže vrlo su proširene i vrlo difuzne, što ih čini izuzetno teškim za otkrivanje, a kamoli za proučavanje u 3D“, rekla je Mathilde Jauzac, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille u Francuskoj i Sveučilište KwaZulu-Natal, na jugu Afrika, vodeći autor studije.
Tim je objedinio slike visoke razlučivosti regije oko ogromnog galaksije MACS J0717.5 + 3745 (ili ukratko MACS J0717) - jedan od najmasivnijih galaksija poznatih - i otkrio je da se vlakna protežu oko 60 milijuna svjetlosnih godina od grozd.
Tim je rekao kako njihova promatranja pružaju prvi izravan pogled na oblik skela koji daje Svemiru njegovu strukturu. Koristili su Hubble, NAOJ-ov Subaru teleskop i teleskop Kanada-Francuska-Havaji, sa spektroskopskim podacima o galaksijama iz njega, iz WM Keck Observatory i opservatorija Gemini. Analizirajući ta opažanja zajedno, daje se cjelovit prikaz oblika niti kako se proteže iz nakupine galaksije gotovo uz našu vidnu liniju.
Tim je detaljno opisao svoj "recept" za proučavanje ogromnog, ali difuznog vlakna. ,
Prvi sastojak: Obećavajuća meta. Teorije kozmičke evolucije sugeriraju da se galaksioni klasteri formiraju tamo gdje se sastaju vlakna kozmičkog weba, pri čemu vlakna polako usmjeravaju materiju u grozdove. „Iz našeg ranijeg rada na MACS-u J0717, znali smo da taj klaster aktivno raste, te je stoga glavna meta detaljnog proučavanja kozmičke mreže“, objašnjava koautor Harald Ebeling (Sveučilište Havaji u Manoi, SAD), koji je vodio tim koji je otkrio MACS J0717 prije gotovo deset godina.
Drugi sastojak: Napredne tehnike gravitacijskog leća. Poznata teorija opće relativnosti Alberta Einsteina kaže da je svjetlosni put savijen kada prolazi kroz ili u blizini objekata s velikom masom. Fileti kozmičkog weba u velikoj su mjeri sastavljeni od tamne materije [2], koja se ne može vidjeti izravno, ali njihova je masa dovoljna da savije svjetlost i iskrivi slike galaksija u pozadini, u procesu koji se naziva gravitacijsko leće. Tim je razvio nove alate za pretvaranje izobličenja slike u mapu masa.
Treći sastojak: Slike visoke rezolucije. Gravitacijsko leće suptilan je fenomen, a za njegovo proučavanje su potrebne detaljne slike. Hubbleova opažanja omogućuju tim da prouči precizne deformacije u oblicima brojnih lentiranih galaksija. To zauzvrat otkriva gdje se nalazi skrivena žarulja tamne materije. "Izazov", objašnjava koautor Jean-Paul Kneib (LAM, Francuska), "bio je pronaći model oblika klastera koji bi odgovarao svim značajkama leća koje smo opazili."
Za kraj: Mjerenja udaljenosti i pokreta. Hubbleova opažanja klastera daju najbolju dvodimenzionalnu kartu dosad niti, ali da bi se njegov oblik u 3D-u zahtijevao dodatna promatranja. Slike u boji [3], kao i galaksije brzine mjerene spektrometrima [4], koristeći podatke iz teleskopa Subaru, CFHT, WM Keck i Gemini North (svi na Mauna Kea, Havaji), omogućili su timu da pronađe tisuće galaksija unutar niti i za otkrivanje pokreta mnogih od njih.
Izgrađen je model koji je kombinirao informacije o položaju i brzini za sve ove galaksije, što je otkrilo 3D oblik i orijentaciju filamentne strukture. Kao rezultat toga, tim je uspio izmjeriti istinska svojstva ove neuhvatljive filamentarne strukture bez nesigurnosti i pristranosti koje proizlaze iz projiciranja strukture na dvije dimenzije, što je uobičajeno u takvim analizama.
Dobiveni rezultati guraju granice predviđanja teorijskog rada i numeričkih simulacija kozmičkog weba. S duljinom od najmanje 60 milijuna svjetlosnih godina, MACS J0717 žarulja je ekstremna čak i na astronomskim mjerilima. A ako se njegov masni sadržaj kako mjeri tim može smatrati reprezentativnim vlaknima u blizini gigantskih nakupina, tada te difuzne veze između čvorova kozmičkog weba mogu sadržavati još veću masu (u obliku tamne materije) nego što su predviđali teoretičari.
Više informacija u ovom videozapisu ESA HubbleCast:
Izvor: ESA Hubble
