Hubblov pogled na ogromen galaksijski grozd MACS J0717.5 + 3745. Kredit:
NASA, ESA, Harald Ebeling (univerza Havaji v Manoi) in Jean-Paul Kneib (LAM)
V začetku tega leta so astronomi, ki uporabljajo vesoljski teleskop Hubble, lahko identificirali vitek nit temne snovi, za katerega se zdi, da povezuje par oddaljenih galaksij skupaj. Zdaj so našli še eno nitko in znanstvenikom je uspelo izdelati tridimenzionalni pogled žarilne nitke, kar je bilo prvič, ko je bilo težko zaznati temno snov tako natančno izmeriti. Njihovi rezultati kažejo, da ima filament visoko maso, raziskovalci pa trdijo, da če so te meritve reprezentativne za vesolje, potem lahko te strukture vsebujejo več kot polovico celotne mase v vesolju.
Temna snov naj bi bila del vesolja že od samega začetka, ostanek iz Velikega poka, ki je ustvaril hrbtenico za obsežno strukturo vesolja.
"Filmi kozmičnega spleta so zelo razširjeni in zelo razpršeni, zato jih je izredno težko zaznati, kaj šele študirati v 3D," je dejala Mathilde Jauzac iz Laboratoire d'Astrophysique de Marseille v Franciji in univerza KwaZulu-Natal na jugu Afrika, vodilni avtor študije.
Skupina je združila slike visoke ločljivosti regije okoli ogromnega galaksijskega grozda MACS J0717.5 + 3745 (ali na kratko MACS J0717) - enega najbolj množičnih galaksijskih grozdov, ki so ga poznali - in ugotovili, da se nitka razteza približno 60 milijonov svetlobnih let od grozd.
Skupina je dejala, da njihova opažanja zagotavljajo prvi neposreden pogled na obliko odra, ki daje vesolju njegovo strukturo. Uporabili so Hubble, NAOJ-ov teleskop Subaru in teleskop Kanada-Francija-Havaji, s spektroskopskimi podatki o galaksijah v njem iz opazovalnice WM Keck in opazovalnice Gemini. Analiza teh opazovanj skupaj daje popoln pogled na obliko žarilne nitke, saj sega iz galaksije skoraj po naši vidni črti.
Skupina je podrobno opisala svoj "recept" za preučevanje velike, a razpršene nitke. .
Prva sestavina: obetavna tarča. Teorije kozmične evolucije kažejo, da se galaksijske grozdi oblikujejo tam, kjer se srečujejo nitke kozmičnega spleta, pri čemer nitke počasi prehajajo v grozde. "Iz našega prejšnjega dela na MACS J0717 smo vedeli, da ta grozd aktivno raste in je zato glavna tarča za podrobno proučevanje kozmičnega spleta," je pojasnil soavtor Harald Ebeling (Univerza Havaji v Manoi, ZDA), ki vodil ekipo, ki je pred skoraj desetletjem odkrila MACS J0717.
Druga sestavina: Napredne tehnike gravitacijske leče. Znana teorija splošne relativnosti Alberta Einsteina pravi, da je svetloba upognjena, ko prehaja skozi ali blizu predmetov z veliko maso. Filamenti kozmičnega spleta so v veliki meri sestavljeni iz temne snovi [2], ki je ni mogoče videti neposredno, vendar je njihova masa dovolj, da upogne svetlobo in izkrivlja slike galaksij v ozadju, v procesu, imenovanem gravitacijsko lečenje. Ekipa je razvila nova orodja za pretvorbo popačenj slike v masovni zemljevid.
Tretja sestavina: slike visoke ločljivosti. Gravitacijsko lečo je subtilen pojav, za njegovo proučevanje pa so potrebne podrobne slike. Hubblova opazovanja omogočajo skupini, da preuči natančno deformacijo v oblikah številnih posojenih galaksij. To pa razkriva, kje se skriva nitka temne snovi. "Izziv," razlaga soavtor Jean-Paul Kneib (LAM, Francija), "je bil najti model oblike grozda, ki bi ustrezal vsem značilnostim leč, ki smo jih opazili."
Končno: Meritve razdalje in premiki. Hubbleova opažanja grozda dajejo najboljši dvodimenzionalni zemljevid filamenta doslej, vendar je za prikaz njegove oblike v 3D-u potrebna dodatna opazovanja. Barvne slike [3] in hitrosti galaksije, merjene s spektrometri [4], s pomočjo podatkov iz teleskopov Subaru, CFHT, WM Keck in Gemini North (vsi na Mauna Kea, Havaji) so ekipi omogočili iskanje tisočev galaksij znotraj nitke in za zaznavanje gibanj mnogih od njih.
Za vse te galaksije je bil sestavljen model, ki je združeval informacije o položaju in hitrosti, kar je nato razkrilo 3D obliko in orientacijo filamentne strukture. Kot rezultat, je bilo ekipi sposobno izmeriti resnične lastnosti te nedostopne nitaste strukture brez negotovosti in pristranskosti, ki izhajajo iz projiciranja strukture na dve dimenziji, kot je to običajno pri takšnih analizah.
Pridobljeni rezultati potisnejo meje napovedi s teoretičnim delom in numeričnimi simulacijami kozmičnega spleta. Z dolžino najmanj 60 milijonov svetlobnih let je nit MACS J0717 ekstremna tudi na astronomskih lestvicah. In če je njegova množična vsebnost, merjena s skupino, lahko reprezentativna za nitke v bližini velikanskih grozdov, potem lahko te difuzne povezave med vozlišči kozmičnega spleta vsebujejo še večjo maso (v obliki temne snovi), kot so predvidevali teoretiki.
Več informacij v tem videoposnetku ESA HubbleCast:
Vir: ESA Hubble
