В результате нового исследования, проведенного международной группой астрономов, выяснилось, что столкновение двух массивных скоплений галактик произошло, когда возраст Вселенной составлял лишь половину ее нынешнего возраста.
Этот вывод противоречит стандартной теории космологии, известной как "холодная темная материя Лямбда" (ΛCDM), которая предполагает, что сначала образуются галактики, а затем с течением времени объединяются в более крупные скопления. Исследование, опубликованное в журнале Astrophysical Journal, проливает новый свет на раннее формирование скоплений галактик и поднимает вопросы о нашем понимании эволюции Вселенной.
В центре этого новаторского исследования находится пара скоплений галактик, известная под названием El Gordo, что в переводе с испанского означает "Толстый". Имея массу, примерно в 2000 триллионов раз превышающую массу Солнца, Эль Гордо вполне соответствует своему названию. Исследователи использовали обновленную оценку его массы, что позволило значительно уменьшить неопределенность и укрепить ранее сделанные выводы о столкновении Эль-Гордо с ΛCDM.
Для определения массы Эль-Гордо исследователи использовали метод, называемый слабым линзированием. Наблюдая отклонение света от фоновых галактик, они смогли измерить гравитационное притяжение, оказываемое Эль-Гордо. Этот метод был реализован с помощью космического телескопа "Хаббл" и позволил получить более точную оценку массы Эль-Гордо. Последующие исследования с использованием космического телескопа "Джеймс Уэбб" и других методов подтвердили эти результаты, обеспечив более точное измерение с погрешностью всего в 10%.
Под руководством Елены Асенсио, аспирантки Боннского университета, группа исследователей использовала детальное моделирование взаимодействия Эль-Гордо с другим скоплением для оценки скорости столкновения. Затем они изучили более крупную космологическую ΛCDM-симуляцию для поиска пар скоплений, подобных El Gordo, до столкновения. Этот анализ проводился с использованием инновационного метода "томографии световых конусов", который учитывает, что более удаленные объекты наблюдаются в более отдаленные времена, когда Вселенная имела меньшую структуру.
Результаты исследования выявили значительное противоречие между столкновением Эль-Гордо и ΛCDM-теорией, независимо от скорости столкновения. Даже с учетом уточненной оценки массы, которая позволила несколько снизить напряженность, столкновение между Эль-Гордо и ΛCDM остается весьма значительным. Детальное моделирование показывает, что Эль-Гордо не может быть похожа на наблюдаемые фотографии, если бы скорость столкновения была меньше той, которая потенциально может иметь место в ΛCDM.
Елена Асенсио, комментируя результаты исследования, отметила: "Результаты нашего предыдущего исследования были поставлены под сомнение некоторыми учеными после того, как была опубликована обновленная оценка массы Эль-Гордо, которая оказалась несколько ниже. Это, конечно, уменьшает противоречие с ΛCDM, но все же является весьма существенным для любой правдоподобной скорости столкновения. Сотни детальных симуляций показывают, что Эль-Гордо не может выглядеть как фотографии с гораздо меньшей скоростью столкновения, которая могла бы правдоподобно возникнуть в ΛCDM".
Это новаторское исследование бросает вызов нашим современным представлениям о формировании скоплений галактик и эволюции Вселенной. Столкновение El Gordo и ΛCDM на столь ранней стадии ставит вопросы о временных масштабах и процессах, участвующих в формировании массивных структур в космосе. Необходимы дальнейшие исследования для поиска альтернативных объяснений и уточнения наших космологических моделей.
