Mliječni put mjeri 100 do 120 tisuća svjetlosnih godina, udaljenost koja prkosi mašti. No, nakupine galaksija, koje se sastoje od stotina do tisuća galaksija koje se motaju pod kolektivnim gravitacijskim povlačenjem, mogu obuhvatiti desetine milijuna svjetlosnih godina.
Ti masivni grozdovi složen su međusobni spoj galaksija koje se sudaraju i tamne materije. Čini se da ih je nemoguće precizno preslikati. Ali sada je međunarodni tim astronoma koji koristi NASA / ESA Hubble svemirski teleskop učinio upravo ovo - precizno preslikavanje klastera galaksije, nazvanog MCS J0416.1-2403, udaljenog 4,5 milijardi svjetlosnih godina.
„Iako znamo kako preslikati masu grozda pomoću jakih leća više od dvadeset godina, trebalo je puno vremena da se nabave teleskopi koji mogu napraviti dovoljno duboka i oštra opažanja i da naši modeli postanu dovoljno sofisticirani za nas mapirati, s tako neviđenim detaljima, sustav kompliciran kao MCS J0416.1-2403 ", rekao je koautor Jean-Paul Kneib u priopćenju za javnost.
Izmjeriti količinu i raspodjelu mase unutar udaljenih objekata može biti izuzetno teško. Pogotovo kada su tri četvrtine sve materije u Svemiru tamne materije, koje se ne mogu vidjeti izravno jer ne emitira i ne odbija svjetlo. Interakcija djeluje samo gravitacijom.
No, na sreću, veliki grozdovi iskrivljuju i iskrivljavaju tkaninu prostora-vremena oko njih. Djeluju poput leća, čini se da povećavaju i savijaju svjetlost koja putuje kraj njih iz udaljenijih predmeta.
Ovaj efekt, poznat kao gravitacijsko leće, vidljiv je samo u rijetkim slučajevima i mogu ga uočiti samo najveći teleskopi. Čak i galaksije grozda, usprkos ogromnoj veličini, proizvode minimalne gravitacijske učinke na svoju okolinu. Najvećim dijelom izazivaju slaba leća, čineći još udaljenije izvore kao neznatno eliptičnije na nebu.
Međutim, kada je usklađivanje klastera i udaljenog objekta upravo ispravno, efekti mogu biti značajni. Pozadinske galaksije mogu se obojati i transformirati u svjetlosne kolutove i lukove, pojavljujući se nekoliko puta na istoj slici. Upravo je ovaj efekt, poznat kao jaka leća, pomogao astronomima da preslikaju raspodjelu masa u MCS J0416.1-2403.
"Dubina podataka omogućava nam vidjeti vrlo slabe predmete i omogućila nam je identifikaciju galaksija jače posuđenih nego ikad prije", rekao je glavni autor dr. Jauzac. "Iako snažno leće uvećava pozadinske galaksije, one su još uvijek vrlo daleko i vrlo slabe. Dubina ovih podataka znači da možemo prepoznati nevjerojatno udaljene pozadinske galaksije. Sada znamo za više od četiri puta više galaksija koje su jako posuđene u klasteru nego prije. "
Koristeći Hubbleovu naprednu kameru za ankete, astronomi su identificirali 51 višestruko snimljenu galaksiju oko grozda, četvorostruko povećavši broj koji je pronađen u prethodnim istraživanjima. Taj je učinak omogućio Jauzacu i njezinim kolegama da izračunaju raspodjelu vidljive i tamne materije u klasteru i izrade vrlo ograničenu kartu njegove mase.
Ukupna masa unutar grozda je 160 trilijuna puta veća od Sunčeve mase, s nesigurnošću od 0,5%. To je najpreciznija karta ikad izrađena.
Ali Jauzac i njegove kolege ne planiraju ovdje stati. Još preciznija slika galaktičkog skupa morat će uključivati i mjerenja iz slabog leća. Dakle, tim će nastaviti proučavati klaster koristeći ultra-duboko Hubble snimanje.
Oni će također koristiti zemaljske opservatorije za mjerenje bilo kakvih pomaka u spektru galaksija i zato bilježiti brzine sadržaja klastera. Kombinacija svih mjerenja ne samo da će dodatno poboljšati detalje, već će pružiti i 3D model galaksija unutar klastera, osvjetljavajući njegovu povijest i evoluciju.
Rad je prihvaćen za objavljivanje u Mjesečne obavijesti o kraljevskoj astronomiji i dostupan je na mreži.
