Астрономи відкрили нові скупчення галактик, що ховаються на видноті

Відкрито нові й незвичайні галактичні сусіди, на які попередні дослідження не звертали уваги. Результати дозволяють припустити, що приблизно 1 відсоток скупчень галактик виглядає нетипово і можуть бути легко помилково ідентифіковані як одиночні яскраві галактики.

У міру того, як дослідники запускають в роботу нові телескопи для полювання на скупчення, вони повинні прислухатися до цих висновків або ж ризикують отримати неповну картину Всесвіту, розповідають в Массачусетському технологічному інституті (MIT). Результати були опубліковані в журналі “The Astrophysical Journal” 26 березня.

Галактичні скупчення (або ж кластери) містять від сотень до тисяч галактик, зв'язаних між собою гравітацією. Вони рухаються крізь гарячий газовий суп, який називається внутрішньокластерним середовищем, який містить більше маси, ніж усі зірки в усіх галактиках в ньому. Цей гарячий газ підживлює зореутворення у міру охолодження та випускає рентгенівське випромінювання, яке ми можемо спостерігати за допомогою космічних телескопів.

Ця яскрава газова хмара створює нечіткий ореол рентгенівських променів навколо скупчень галактик, роблячи їх відокремленими серед більш дискретних точкових джерел рентгенівського випромінювання, що виробляються, наприклад, зірками або квазарами. Однак деякі галактичні сусіди порушують цей шаблон, про що доцент MIT Майкл Макдональд дізнався дев'ять років тому.

У 2012 році Макдональд відкрив скупчення, несхоже на будь-яке інше, яке сяяло яскраво, як точкове джерело у рентгені. У його центральній галактиці знаходиться хижа чорна діра, яка споживає матерію і викидає рентгенівські промені настільки яскравими, що заглушує дифузне випромінювання внутрішньокластерного середовища. У своєму ядрі кластер утворює зірки зі швидкістю приблизно в 500 разів вищою, ніж більшість інших скупчень, надаючи блакитне світіння молодій зірковій популяції замість типового червоного відтінку зірок, що старішають.

"Ми шукали таку систему протягом десятиліть", - говорить Макдональд про кластер Фенікс. І все ж, він спостерігався і роками вважався єдиною галактикою замість скупчення. "Він було в архіві десятки років, і ніхто його не бачив. Повз нього дивилися, оскільки він не виглядав правильно".

І ось, Макдональд задався питанням, які ще незвичайні скупчення можуть ховатися в архіві, чекаючи, коли їх знайдуть? Таким чином, народилося опитування “Кластери, що ховаються на видноті” (CHiPS).

Тавееват Сомбунпанякул, аспірант лабораторії Макдональда, присвятив всю свою докторську дисертацію опитуванню CHiPS. Він розпочав з вибору потенційних кандидатів у кластери з десятиліть рентгенівських спостережень. Він використав наявні дані наземних телескопів на Гаваях і в Нью-Мексико, а також відвідав Магелланові телескопи в Чилі, щоб зробити нові знімки решти джерел, полюючи на сусідні галактики, які можуть виявитися скупченнями. У найбільш перспективних випадках він збільшував зображення за допомогою телескопів з більш високою роздільною здатністю, такими як космічна рентгенівська обсерваторія Чандра та космічний телескоп Хаббл.

Через шість років, опитування CHiPS завершилося. В “The Astrophysical Journal” Сомбоонпанякул опублікував сукупні результати опитування, які включають відкриття трьох нових кластерів галактик. Одне з цих скупчень, CHIPS1911+4455, схоже на кластер із швидким зореутворенням Фенікс і було описане в січні в статті у “The Astrophysical Journal Letters”. Це захоплююча знахідка, оскільки астрономи знають лише кілька інших скупчень, схожих на Фенікс. Однак цей кластер вимагає подальших досліджень, оскільки він має скручену форму з двома витягнутими рукавами, тоді як усі інші скупчення, що швидко охолоджуються, є круговими. Дослідники вважають, що він міг зіткнутися з меншим галактичним кластером. "Він надзвичайно унікальний у порівнянні з усіма скупченнями галактик, про які ми зараз знаємо", - каже Сомбунпанякул.

В цілому, опитування CHiPS показало, що старі рентгенівські опитування пропустили приблизно 1 відсоток галактичних сусідів, оскільки вони виглядають інакше, ніж типове скупчення. Це може мати значні наслідки, оскільки астрономи вивчають скупчення галактик, щоб дізнатись про те, як Всесвіт розширюється та розвивається. "Нам потрібно знайти всі кластери, щоб все це було правильно", - пояснює Макдональд. "99-відсоткового виконання недостатньо, якщо ви хочете розширити рубежі".

У міру того, як вчені виявляють і вивчають все більше цих незвичайних галактичних скупчень, вони можуть краще розуміти, як вони вписуються в ширшу космічну картину. На даний момент вони не знають, чи завжди невелика кількість скупчень перебуває в цьому дивному, подібному до Фенікса стані, чи це, можливо, типова фаза, яку всі скупчення переживають протягом короткого періоду — приблизно 20 мільйонів років, що є швидкоплинним моментом за мірками простору-часу. Астрономам важко визначити різницю, оскільки вони отримують лише один знімок кожного кластера, майже застиглого в часі. Але, отримавши більше даних, вони можуть створити кращі моделі фізики, яка керує цими галактичними сусідами.

Отримання висновку опитування CHiPS збігається із запуском нового рентгенівського телескопа eROSITA, метою якого є розширення нашого каталогу кластерів з кількох сотень до десятків тисяч. Але якщо не буде змінено спосіб пошуку цих скупчень, буде пропущено сотні тих, які мають відхилення від норми. "Люди, які розробляють кластерні пошуки для цього нового рентгенівського телескопа, повинні бути в курсі цієї роботи", - говорить Макдональд. "Якщо ви пропустите 1 відсоток скупчень, існує фундаментальна межа того, наскільки добре ви можете зрозуміти Всесвіт".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.