Монстр среди галактических скоплений Эль Гордо оказался ещё огромнее, чем считали учёные

С помощью последних данных, полученных телескопом Хаббл, учёные определили, что огромное галактическое скопление Эль Гордо на самом деле обладает большей массой, чем считалось ранее. Это гигантское скопление-монстр существовало ещё в очень ранней Вселенной и превышает массу Солнца в миллионы миллиардов раз.

Космический телескоп Хаббл измерил самое крупное из известных скоплений галактик в удалённой Вселенной, обозначенное как ACT-CL J0102-4915 и выявил, что оно вполне заслуживает своего прозвища El Gordo (что означает "Толстяк" на испанском).

С помощью измерений, в какой степени гравитация скопления искажает изображения галактик на далёком заднем фоне, группа астрономов рассчитала массу кластера, которая в целых 3 миллиона миллиардов раз превышает массу нашего Солнца. Данные от Хаббла показывают, что галактическое скопление, удалённое на 9,7 миллиардов световых лет от Земли, оказалось примерно на 43 процента массивнее, чем оценивалось ранее.

С помощью Хаббла команда учёных выявила, насколько сильно масса галактического скопления искривляет пространство. Благодаря высокому разрешению Хаббла удалось измерить так называемое "слабое линзирование", при котором мощная гравитация кластера слегка искажает пространство, словно кривое зеркало, а также деформирует изображения галактик на заднем плане. Чем сильнее искажение, тем масса скопления больше.

"В первую очередь я смотрел на форму галактик фона, которые находятся дальше, чем само скопление, - объяснил ведущий автор Джеймс Джи из Калифорнийского университета в Дэвисе. - Это даёт нам более сильную вероятность, что эта действительно удивительная система из очень ранней Вселенной".

Часть этой массы заключена в нескольких сотнях галактик, входящих в скопление, и большая часть содержится в нагретом газе, который заполняет кластер по всему объёму. Остальное связано с тёмной материей, невидимой формой вещества, которая составляет основную часть массы Вселенной.

Хотя столь же массивные галактические скопления найдены в соседней области Вселенной, в том числе скопление Пуля, ещё никогда не наблюдалось ничего подобного, что существовало с настолько далёкого прошлого, когда возраст Вселенной составлял примерно половину её текущего оцененного возраста в 13,8 млрд. лет. Учёные подозревают, что такие чудовищные скопления галактик были редкими в ранней Вселенной, если полагаться на современные космологические модели.

Впервые о гигантском размере скопления El Gordo стало известно в январе 2012 года. Учёные произвели оценку его массы на основе наблюдений, осуществлённых рентгеновской обсерваторией Чандра, и измерений скоростей галактик при помощи телескопа Very Large Array Европейской южной обсерватории в Паранале, Чили. Они смогли собрать воедино оценки массы кластера на основе движений галактик, перемещающихся внутри скопления, а также температур горячего газа между этими галактиками.

Проблема состояла в том, что скопление Эль Гордо выглядело так, словно оно могло быть результатом колоссального столкновения между парой скоплений галактик – событие, которое исследователи описывают как два космических пушечных ядра, поражающих друг друга.

"Мы задались вопросом, что происходит, когда вы находите скопление в разгаре крупного слияния, и как влияет процесс слияния на излучение газом рентгеновских лучей и на движение галактик, - пояснил Джон Хьюз из Ратгерского университета. - Таким образом, сложное состояние слияния вызывает некоторые вопросы относительно достоверности произведённых нами оценок массы".

"Мы остро нуждались в независимой и более надёжной оценке массы, учитывая, насколько выдающимся является этот кластер, и как редко попадаются подобные объекты в современной космологической модели. Оставалась ещё кинематическая энергия, которую мы не учли, это потенциально предполагает, что мы на самом деле недооценили массу", - сказал Фелипе Менанто из Иллинойсского университета.

Предположение о неучтенной энергии исходит из того, что слияние галактических скоплений происходит по касательной к линии обзора наблюдателей. Это означает, что они потенциально упускают значительную долю кинетической энергии, образуемой в результате слияния, так как их спектроскопические измерения отслеживают только радиальные скорости галактик.

Следующим шагом команды учёных, использующих Хаббл, будет компиляция полного изображения скопления. Поскольку Эль Гордо не вписывается в поле обзора Хаббла, команда будет получать изображение галактического скопления по частям и собирать в единую мозаику.

По словам исследователей, это равносильно наблюдению за гигантом со стороны.

"Мы можем сказать, что Эль Гордо очень огромен, но нам неизвестно, из каких частей он состоит, так что мы должны иметь большее поле обзора, чтобы получить полную картину этого гиганта", - сказал Менанто.