Kreditna slika: ESO
Grozdi galaksij so zelo veliki gradniki vesolja. Te velikanske strukture vsebujejo sto do tisoč galaksij in, manj vidna, a enako zanimiva, dodatna količina "temne snovi", katere izvor še vedno kljubuje astronomom, s skupno maso tisoč tisoč milijonov večjo maso našega Sonca. Na primer sorazmerno bližnji grozd Koma vsebuje na tisoče galaksij in meri več kot 20 milijonov svetlobnih let. Drug dobro znan primer je grozd Device na razdalji približno 50 milijonov svetlobnih let, ki se na nebu še vedno razteza pod kotom več kot 10 stopinj!
Grozdi galaksij se tvorijo v najgostejših regijah Vesolja. Kot takšni odlično sledijo hrbtenici obsežnih struktur v vesolju na enak način, kot svetilniki sledijo obalni črti. Študije grozdov galaksij nam torej govorijo o strukturi ogromnega prostora, v katerem živimo.
Raziskava REFLEX
Po tej zamisli je evropska ekipa astronomov pod vodstvom Hansa B? Hringerja (MPE, Garching, Nemčija), Luigi Guzzo (INAF, Milano, Italija), Chrisa A. Collinsa (JMU, Liverpool) in Petra Schueckerja ( MPE, Garching) se je lotil desetletja preučevanja teh gangtuanskih struktur in poskušal najti najbolj množice grozdov galaksij.
Ker je približno petina optično nevidne mase grozda v obliki difuznega zelo vročega plina s temperaturo v višini nekaj deset milijonov stopinj, grozdi galaksij proizvajajo močan rentgenski sevanje. Zato jih je najbolje odkriti s pomočjo rentgenskih satelitov.
Za to temeljno študijo so astronomi tako začeli z izbiro kandidatnih predmetov z uporabo podatkov iz rentgenskega neba Atlas, ki ga je pripravila nemška misija satelitskega raziskovanja ROSAT. To je bil šele začetek - nato je sledilo veliko mučnega dela: končna identifikacija teh predmetov v vidni svetlobi in merjenje razdalje (t.i. rdeče premikanje) kandidatov v grozdu.
Določitev rdečega premika je bila izvedena s pomočjo opazovanj z več teleskopi na opazovalnici ESO La Silla v Čilu od leta 1992 do 1999. Svetlejše predmete so opazovali pri ESO 1,5 m in teleskopih ESO / MPG 2,2 m, medtem ko za bolj oddaljene in šibkejše predmete je bil uporabljen 3,6-metrski teleskop ESO.
12-letni program, izveden na teh teleskopih, je astronomom znan kot REFLEX (ROSAT-ESO Flux Limited X-ray) grozdna raziskava. Zdaj je bilo zaključeno z izdajo edinstvenega kataloga z značilnostmi 447 najsvetlejših rentgenskih grozdov galaksij na južnem nebu. Med njimi je bilo med to raziskavo odkritih več kot polovica grozdov.
Omejevanje vsebine temne snovi
Grozdi galaktorjev še zdaleč niso enakomerno razporejeni v vesolju. Namesto tega se ponavadi združijo v še večje strukture, "super-grozde". Tako od zvezd, ki se zbirajo v galaksijah, galaksij, ki se združijo v grozde in grozdov, ki se vežejo v super-grozde, vesolje kaže strukturiranje na vseh lestvicah, od najmanjših do največjih. To je relikt zelo zgodnje (tvorbene) epohe Vesolja, tako imenovanega "inflacijskega" obdobja. Takrat, le majhen delček sekunde po velikem udaru, so se drobna nihanja gostote stopnjevala in čez eone so rodila veliko večje strukture.
Zaradi povezave med prvimi nihanji in velikanskimi strukturami zdaj edinstveni katalog REFLEX - največji te vrste - astronomom omogoča, da postavijo velike omejitve glede vsebine Vesolja, zlasti glede količine temne snovi, ki je verjel, da ga prežema. Zanimivo je, da so te omejitve popolnoma neodvisne od vseh drugih doslej uporabljenih metod za uveljavljanje obstoja temne snovi, kot sta študija zelo oddaljenih supernov (glej npr. ESO PR 21/98) ali analiza ozadja kozmične mikrovalovne pečice (npr. satelit WMAP). Nova študija REFLEX pravzaprav zelo dopolnjuje zgoraj omenjene metode.
Skupina REFLEX ugotavlja, da je povprečna gostota vesolja v območju od 0,27 do 0,43-krat večja od "kritične gostote", kar zagotavlja do zdaj najmočnejše omejitve. V kombinaciji z zadnjo študijo supernov je rezultat REFLEX-a nakazal, da ne glede na naravo temne energije tesno posnema vesolje z Einsteinovo kozmološko konstanto.
Ogromna sestavljanka
Katalog REFLEX bo služil tudi mnogim drugim uporabnim namenom. Z njo bodo astronomi lahko bolje razumeli podrobne procese, ki prispevajo k segrevanju plina v teh grozdih. Prav tako bo mogoče preučiti vpliv okolja grozda na vsako posamezno galaksijo. Poleg tega je katalog dobro izhodišče za iskanje velikanskih gravitacijskih leč, v katerih grozd deluje kot velikanska povečevalna leča, kar učinkovito omogoča opazovanje najhitrejših in najbolj oddaljenih predmetov, ki bi sicer ušli z zaznavanjem s sodobnimi teleskopi.
Toda, kot pravi Hans B? Hringer: "Morda je najpomembnejša prednost tega kataloga ta, da je mogoče lastnosti posameznega grozda primerjati s celotnim vzorcem. To je glavni cilj raziskav: sestaviti koščke velikanske sestavljanke, da bi ustvarili večji pogled, kjer vsak posamezen kos dobi nov, celovitejši pomen. "
Izvirni vir: ESO News Release
