Астрономы обнаружили сотни юных скоплений галактик

Вселенная наполнена галактиками, которые собираются вместе подобно космическим мегаполисам в подавляющей пустоте пространства. На днях астрономы представили кучу детских снимков таких скоплений галактик, сняв их в возрасте всего нескольких миллиардов лет (это мало, учитывая то, что возраст Вселенной — 13,8 миллиарда лет). Более 200 детских скоплений — это самый большой улов за все время, который проливает свет на темную материю и формирование галактик.

Галактические скопления образуют структурную основу Вселенной. Астрономы видели множество скоплений во Вселенной, но юные скопления оставались неуловимыми. Чем дальше вы смотрите в космос, тем больше нужно времени свету, чтобы достичь ваших глаз, и тем дальше назад во времени вы смотрите. Таким образом, молодые скопления должны находиться очень далеко, а значит будут очень тусклыми. И поскольку они молоды, у них не было достаточно времени, чтобы создать много ярких звезд, что делает еще труднее их обнаружение.

Скопления также сложно найти, потому что они занимают только кусочек огромного пространства космоса. «Я бы назвал это однопроцентными регионами — самыми концентрированными областями во всей нашей Вселенной, — говорит Дэвид Ку, астроном Калифорнийского университета в Санта-Крус. — Это чрезвычайно богатые участки нашего космоса».

Именно поэтому астрономы нашли только несколько детских кластеров. Но благодаря спутнику Планка, который наблюдает за всем небом, астрономы определили 200 галактических кластеров на краю Вселенной, когда ей было всего три миллиарда лет. «Одним махом удалось найти так много, — говорит Ку, участвовавший в работе. — Это впечатляет».

Основная задача Планка — изучение космического микроволнового фона, остаточного свечения, которое пропитывает всю Вселенную после Большого Взрыва. Также спутник измеряет свет на других длинах волн, что позволяет подхватывать сигналы от юных галактик. Поэтому астрономы, изучающие данные Планка, и нашли несколько сотен этих ярких пятен (которые отмечены черными точками на снимке ниже). Затем направили космический телескоп Гершель, который изучил каждый из этих источников. При дальнейшем увеличении астрономы обнаружили, что эти области космоса были чрезвычайно плотными: каждая содержала по меньшей мере 10 юных галактик, штампующих новые звезды со скоростью, в 1500 раз превышающую скорость образования звезд в Млечном Пути.

Эти до сих пор образующиеся галактики очень юные. Как и молодые люди, они подвержены влиянию своих сверстников. Огромные черные дыры, образующиеся в центрах таких галактик, могут выдавать мощные джеты, которые сдувают газ ближайших галактик прочь. Газ — это то, из чего состоят звезды, поэтому если ближайшая галактика лишит вас газа, вы не сможете делать звезды. Гравитационная тяга ближайших галактик также может стянуть ваши звезды и газ. Но как сильно ближайшая галактика определяет судьбу юной? Или, может, будущее такой галактики продиктовано по большей части ее внутренними свойствами вроде массы и размера? Юные кластеры галактик могут хранить ответы. «У вас есть особые редкие зоны, которые можно сравнить по характеристикам с характеристиками галактик за пределами этого региона», — говорит Ку.

Скопления также представляют собой центры сосредоточения темной материи, таинственного и невидимого материала, который выступает в качестве гравитационного клея, связывающего все галактики вместе.

«Они могут быть лучшим способом изучения темной материи, — говорит Бренда Фрай, астроном Аризонского университета, принимавшая участие в исследованиях. Галактики «не только не движутся как хотят — у них нет свободы воли», говорит она. — Они отвечают за то, что их понукает делать гравитационный потенциал». Другими словами, изучая движение галактик в кластерах, астрономы могут определить гравитационное влияние темной материи, ее свойств, узнать роль, которую она играет в жизни молодых галактик.

Астрономы пока не подтвердили, что все юные скопления действительно являются скоплениями, а не смесью ближайших и далеких галактик, которые просто оказались в одном и том же поле зрения. Скорее всего, они ими и являются, но необходим комплексный анализ. Затем каждый юный кластер будет изучаться подробно. «Понадобится еще несколько лет, чтобы все изучить, но уже на раннем этапе все достаточно интересно», — говорит Ку.