Астрономи зафіксували рідкісне космічне явище: дві величезні галактики, занурені у вічне гравітаційне протистояння на відстані 700 мільйонів світлових років від Землі. Уперше в межах настільки близького до нас скупчення галактик вчені спостерігали, як слабкий зоряний потік перетягується з однієї галактики в іншу.
Ці спостереження, проведені у скупченні галактик Abell 3667, розкрили існування слабкого, довжиною в мільйон світлових років, мосту зірок, що з’єднує дві його найяскравіші галактики. Астрономи пояснюють, що саме скупчення є результатом злиття двох менших скупчень, яке розпочалося приблизно мільярд років тому, і кожне з них мало власну домінуючу центральну галактику. У міру того, як ці гіганти – і їхні галактики-супутники – продовжують зливатися, зоряний міст між ними пропонує виняткові відомості про історію скупчень та потужні гравітаційні сили, що діють у цьому регіоні.
«Це перший випадок, коли об’єкт такого масштабу і розміру був знайдений у місцевому скупченні галактик», — заявив Ентоні Енглерт, аспірант Університету Брауна в Род-Айленді, який очолив нову роботу, що описує спостереження. «Було величезною несподіванкою, що ми змогли зафіксувати таку слабку структуру».
Таємниці внутрішньоскупченного світла
Міст складається з внутрішньоскупченного світла (ICL) — розсіяного світіння зірок, які були вирвані зі своїх рідних галактик інтенсивними гравітаційними силами. Енглерт та його команда змогли виявити цей тьмяний міст, об’єднавши 28 годин спостережень, зібраних протягом кількох років за допомогою камери Dark Energy Camera у Міжамериканській обсерваторії Серро-Тололо в Чилі.
«Це був просто щасливий збіг, що стільки людей протягом років спостерігали Abell 3667, і ми змогли об’єднати всі ці спостереження разом», — додав Енглерт.
На одній стороні мосту розташована лінзоподібна (дископодібна) галактика IC 4965, разом із невеликою групою галактик, які все ще входять до скупчення. На іншій стороні – JO171, вражаюча «галактика-медуза», названа так через довгі, схожі на щупальця, потоки газу, що тягнуться з одного боку. Під час злиття з Abell 3667, JO171 втрачає газ, що припиняє формування зірок у частині її кільцеподібної структури.
Крім своєї візуальної краси, світловий міст також є цінним інструментом для дослідження темної матерії – невидимої субстанції, яка, як вважається, становить приблизно 80% маси Всесвіту. Оскільки внутрішньоскупчене світло має тенденцію слідувати тим самим шляхам, що й темна матерія, воно пропонує непрямий спосіб нанесення її розподілу на карту, стверджують астрономи.
«Розподіл цього світла повинен відображати розподіл темної матерії, тому це забезпечує непрямий спосіб «побачити» темну матерію», — пояснив співавтор дослідження Ієн Делл’Антоніо з Університету Брауна.
Майбутні перспективи з обсерваторією Віри С. Рубін
Дослідження також підкреслює тип відкриттів, які незабаром стануть повсякденними завдяки майбутній обсерваторії Віри С. Рубін, запланованій на повноцінну роботу наприкінці цього року або на початку 2026 року. Програма обсерваторії Rubin — Огляд спадщини космосу і часу (LSST) — буде картографувати південне небо з безпрецедентною деталізацією протягом 10 років, використовуючи найбільшу у світі цифрову камеру, що дозволить виявити ще більше скупчень галактик, подібних до Abell 3667.
«Те, що ми зробили, — це лише невелика частина того, на що буде здатна обсерваторія Рубін, — зазначив Енглерт. — Вона справді повністю змінить вивчення внутрішньоскупченного світла».
Це дослідження описано в роботі, опублікованій 5 серпня у виданні The Astrophysical Journal.
Довідкова інформація
Скупчення галактик Abell 3667
Це одне з найвідоміших скупчень галактик у найближчому Всесвіті. Розташоване в сузір’ї Центавра, воно є місцем активного злиття менших скупчень, що робить його чудовим об’єктом для вивчення еволюції галактик та великомасштабних структур космосу.
Внутрішньоскупчене світло (Intracluster Light, ICL)
Це тьмяне, розсіяне світіння, що виникає від зірок, які були вирвані зі своїх рідних галактик під час взаємодії та злиття галактик у скупченнях. ICL не належить до жодної конкретної галактики і вільно дрейфує в міжгалактичному просторі скупчення. Його дослідження має важливе значення для розуміння динаміки скупчень, їхньої еволюції та розподілу темної матерії.
Камера Dark Energy Camera (DECam)
Це високочутлива цифрова камера, встановлена на телескопі Бланко діаметром 4 метри в Міжамериканській обсерваторії Серро-Тололо в Чилі. Вона була розроблена для дослідження темної енергії, але також активно використовується для широкого спектра астрономічних спостережень, включно з вивченням галактик і скупчень.
Міжамериканська обсерваторія Серро-Тололо (CTIO)
Розташована в горах Чилі, обсерваторія Серро-Тололо є одним з визначних центрів астрономічних досліджень у Південній півкулі. Вона надає доступ до сучасних телескопів, які дозволяють вченим з усього світу вивчати різні аспекти Всесвіту, від об’єктів у нашій Сонячній системі до найвіддаленіших галактик.
Університет Брауна (Brown University)
Один з найстаріших і найпрестижніших вищих навчальних закладів Сполучених Штатів, розташований у місті Провіденс, штат Род-Айленд. Входить до Ліги плюща. Університет відомий своїми сильними дослідницькими програмами в різних галузях, включаючи астрономію та фізику, і активно сприяє науковим відкриттям.
Темна матерія
Загадкова форма матерії, яка, як вважається, становить близько 27% від загальної маси та енергії Всесвіту. Вона не випромінює, не поглинає і не відбиває світла, що робить її невидимою для прямих спостережень. Однак її гравітаційний вплив є визначальним для структури та еволюції галактик і скупчень галактик. Вивчення темної матерії є одним з визначальних завдань сучасної космології.
Обсерваторія Віри С. Рубін (Vera C. Rubin Observatory)
Будується в Чилі, ця обсерваторія стане найважливішим інструментом для масштабних оглядів неба. Її головна мета – провести Огляд спадщини космосу і часу (LSST), який протягом 10 років буде створювати “фільм” про Всесвіт, відстежуючи рух об’єктів, спалахи наднових, а також досліджуючи темну матерію та темну енергію. Названа на честь Віри Рубін, американської астрономки, яка була піонером у дослідженні темної матерії.
