Космический телескоп НАСА «Хаббл» взвесил крупнейшее известное скопление галактик в далекой Вселенной и обнаружил, что оно определенно соответствует своему прозвищу: Эль-Гордо (по-испански «толстый»).
Точно измерив, насколько гравитация массы скопления искажает изображения гораздо более далеких фоновых галактик, группа астрономов подсчитала, что масса скопления в 3 миллиона миллиардов раз превышает массу нашего Солнца.. Данные Хаббла показывают, что скопление примерно на 43 процента массивнее, чем более ранние оценки, основанные на рентгеновских и динамических исследованиях необычного скопления.
«Это дало нам еще большую вероятность того, что это действительно удивительная система на самом раннем этапе Вселенной», - сказал руководитель группы Джеймс Джи из Калифорнийского университета в Дэвисе.
Часть этой массы заключена в нескольких сотнях галактик, населяющих скопление, а большая часть - в горячем газе, заполняющем весь объем скопления. Остальное связано с темной материей, невидимой формой материи, которая составляет основную массу Вселенной.
Хотя такие массивные галактические скопления встречаются в соседней Вселенной, как, например, так называемое Пулевое скопление, ничего подобного никогда не наблюдалось так далеко в прошлое, когда Вселенная была примерно вдвое меньше своей нынешней. возраст 13,8 млрд лет. Команда подозревает, что такие монстры редки в ранней Вселенной, основываясь на современных космологических моделях.
Об огромных размерах Эль-Гордо впервые сообщили в январе 2012 года. Астрономы оценили его огромную массу на основе наблюдений рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и скоростей галактик, измеренных с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории в Паранале, Чили.. Им удалось составить оценки массы скопления на основе движений галактик, движущихся внутри скопления, и очень высоких температур горячего газа между галактиками скопления.
Проблема заключалась в том, что они заметили, что скопление (обозначенное как ACT-CL J0102-4915) выглядело так, как будто оно могло быть результатом колоссального столкновения между парой скоплений галактик, которые исследователи описывают как «видящие два ядра бьют друг друга."
«Мы задавались вопросом, что происходит, когда вы ловите скопление в разгар крупного слияния, и как процесс слияния влияет как на рентгеновский газ, так и на движение галактик», - объяснил Джон Хьюз из Университета Рутгерса. «Итак, суть в том, что из-за сложного состояния слияния это оставило некоторые вопросы о надежности наших оценок массы».
«Вот где появились данные Хаббла», - сказал Фелипе Менанто из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.«Мы остро нуждались в независимой и более надежной оценке массы, учитывая, насколько экстремально это скопление и насколько редко его существование в современной космологической модели. Там была вся эта кинематическая энергия, которая могла быть неучтенной и потенциально могла предположить, что мы на самом деле недооценивая массу». Ожидание «неучтенной энергии» исходит из того факта, что слияние происходит по касательной к линии обзора наблюдателей. Это означает, что они потенциально упускают большую часть кинетической энергии слияния, потому что их спектроскопические измерения отслеживают только радиальные скорости галактик.
Команда использовала Хаббл, чтобы измерить, насколько сильно масса скопления искривляет пространство. Высокое разрешение Хаббла позволило провести измерения так называемого «слабого линзирования», когда огромная гравитация скопления слегка искажает пространство, как кривое зеркало, и искажает изображения фоновых галактик. Чем больше искривление, тем больше массы заперто в скоплении.«Что я сделал, так это посмотрел на формы фоновых галактик, которые находятся дальше, чем само скопление», - объяснил Джи.
Следующим шагом команды с Хабблом будет попытка получить большое мозаичное изображение скопления. Он не вписывается в поле зрения Хаббла. Исследователи говорят, что это все равно, что смотреть на голову и плечи гиганта со стороны. «Мы можем сказать, что это довольно большой Эль Гордо, но мы не знаем, какие у него ноги, поэтому нам нужно большее поле зрения, чтобы получить полную картину гиганта», - сказал Менанто.