Перейти к содержимому

Астрономы, использующие Очень Большой Телескоп ESO, обнаружили космический титан, скрывающийся в ранней Вселенной

 


Международная команда астрономов, использующая инструмент VIMOS Очень Большого Телескопа ESO, обнаружила титановую структуру в ранней Вселенной. Этот протосверхскопление галактики, который они прозвали Гиперионом, был представлен новыми измерениями и сложным исследованием архивных данных. Это самая крупная и самая массивная структура, найденная в столь отдаленном времени и на расстоянии - всего 2 миллиарда лет после Большого взрыва.

Команда астрономов во главе с Ольгой Куччиати из Болонского Института Астрофизики (INAF) использовала инструмент VIMOS на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO, чтобы идентифицировать гигантское прото-сверхскопление галактик, образующихся в ранней Вселенной, всего 2,3 миллиарда лет после Большого взрыва. Эта структура, которую исследователи прозвали Гиперионом, является самой крупной и массивной структурой, которая была обнаружена так рано в процессе формирования Вселенной [1]. Огромная масса протосверхскопления , по подсчетам, в миллион раз больше Солнца. Эта титановая масса похожа на массу самых больших структур, наблюдаемых сегодня во Вселенной, но обнаружение такого массивного объекта в ранней Вселенной удивило астрономов.

«Впервые такая большая структура была обнаружена при таком большом красном смещении, чуть более чем через 2 миллиарда лет после Большого взрыва», - пояснила первая авторская исследовательская работа Ольга Куччиати [2]. «Обычно такого рода структуры известны при меньших красных смещениях, что означает, что у Вселенной было гораздо больше времени для развития и создания таких огромных вещей. Было удивительно видеть, что это развивалось, когда Вселенная была относительно молода! »

Гиперион, расположенный в области COSMOS в созвездии Секстанов, был идентифицирован путем анализа огромного количества данных, полученных в результате сверхглубокой съемки VIMOS под руководством Оливье Ле Февра (Университет Экс-Марсель, CNRS, CNES). VIMOS Ultra-Deep Survey предоставляет беспрецедентную трехмерную карту распределения более 10 000 галактик в далекой Вселенной.

Исследователи обнаружили, что Гиперион имеет очень сложную структуру, содержащую, по крайней мере, 7 областей высокой плотности, связанных нитями галактик, и его размер сопоставим с соседними сверхскоплениями, хотя и имеет совершенно другую структуру.

«Сверхскопления ближе к Земле имеют тенденцию к гораздо более концентрированному распределению массы с четкими структурными особенностями», - объясняет Брайан Лемо, астроном из Калифорнийского университета, Дэвис и LAM, и один из руководителей группы, которая стояла за этим результатом. «Но в Гиперионе масса распределена гораздо более равномерно в серии связанных капель, населенных рыхлыми ассоциациями галактик».

Этот контраст, скорее всего, связан с тем фактом, что близлежащие сверхскопления обладали миллиардами лет гравитации, чтобы собирать вещество в более плотные области - процесс, который действует гораздо меньше в гораздо более молодом Гиперионе.

Учитывая его размеры, столь ранние в истории Вселенной, ожидается, что Гиперион превратится в нечто похожее на огромные структуры в локальной вселенной, такие как сверхскопления, составляющие Великую стену Слоана, или сверхскопление Девы, которое содержит нашу собственную галактику, Млечный Путь. «Понимание Гипериона и его сравнения с аналогичными недавними структурами может дать представление о том, как развивалась Вселенная в прошлом и будет развиваться в будущем, и дает нам возможность оспорить некоторые модели формирования сверхскопления», - заключила Куччиати. «Раскрытие этого космического титана помогает раскрыть историю этих крупномасштабных структур».

Заметки

[1] Название «Гиперион» было выбрано в честь Титана из греческой мифологии из-за огромных размеров и массы прото-суперкластера. Источником вдохновения для этой мифологической номенклатуры является ранее обнаруженный протокластер, найденный в Гиперионе и получивший название Колосс. Отдельным областям высокой плотности в Гиперионе были присвоены мифологические имена, такие как Тея, Эос, Селена и Гелиос, последние изображены на древней статуе Колосса Родосского.

Титановая масса Гипериона, в миллион миллиардов раз больше Солнца, в научных обозначениях составляет 1015 солнечных масс.

[2] Свет, достигающий Земли из чрезвычайно далеких галактик, занимал много времени, давая нам окно в прошлое, когда Вселенная была намного моложе. Эта длина волны этого света была расширена расширением Вселенной в течение ее путешествия, эффект, известный как космологическое красное смещение. Более удаленные, более старые объекты имеют соответственно большее красное смещение, что приводит к тому, что астрономы часто используют красное смещение и возраст взаимозаменяемо. Красное смещение Hyperion 2,45 означает, что астрономы наблюдали прото-сверхскопление, так как оно было 2,3 миллиарда лет после Большого взрыва.

Дополнительная информация

Это исследование опубликовано в статье «Потомство Космического Титана: массивный многокомпонентный прото-суперкластер в формировании при z = 2,45 в VUDS», который будет опубликован в журнале Astronomy & Astrophysics.

Команда, стоящая за этим результатом, состояла из О. Куччиати (INAF-OAS Болонья, Италия), Б. С.

 Текст переводил: Матвей Сунцов

Карликовая галактика Bedin 1, на фоне шарового скопления NGC 6752 Снято на космический телескоп Hubble

Галактика находится совсем у нас под носом, всего в 30 миллионов световых лет от нас.

Астрономы наблюдали за компактной коллекцией звёзд на внешней границы наблюдаемой области, но после исследования выяснилось, что скопление находиться не в Млечном пути, а на миллионы световых лет дальше. Это оказалось карликовая сфероидальная галактика,названная Bedin 1. Ей примерно 13 миллиардов лет, как и самой Вселенной. Bedin 1 изолированная галактика, обладающая низкой светимостью и отсутствием пыли.

 

Изображение взято с сайта Европейской Южной Обсерватории (ESO, European Southern Observatory): https://www.spacetelescope.org/news/heic1903/?lang

Галактика Большое Магелланово Облако (БМО) – спутник Млечного Пути, расположенный всего около 160 000 световых лет от нашей Галактики. Единственный спиральный рукав БМО виден нам почти плашмя, что позволяет легко наблюдать в нем такие области, как N180 B. Область N180 B в БМО одна из видов туманностей, известных как области H II. Это настоящие питомники новорожденных звезд. Области H II состоят из межзвездных облаков ионизованного водорода, то есть, просто ядер водородных атомов - протонов. Эти области - «звездные ясли»: только что сформировавшиеся массивные звезды ответственны за ионизацию окружающего их газа, создавая при этом весьма живописные картины. Особенность формы N180 B в том, что туманность образует циклопический пузырь ионизованного водорода, окруженный четырьмя пузырями меньшего размера.
На фото область LHA 120-N 180B в Большом Магеллановом Облаке, полученная многокомпонентным спектроскопическим приемником MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) на Очень Большом Телескопе ESO. 
Изображение взято с сайта Европейской Южной Обсерватории (ESO, European Southern Observatory): https://www.eso.org/public/russia/news/eso1903/?lang

В последние десятилетия астрономы пытались понять истинную природу загадочного вещества, составляющего большую часть материи во Вселенной - тёмной материи, и составить карту ее распределения во Вселенной. Тёмная материя составляет около 85% вещества во Вселенной и около четверти от общей плотности энергии. Это некие элементарные частицы, проявляющие себя в первую очередь в гравитационном взаимодействии. Поэтому тёмная материя важна для образования структур во Вселенной.

Недавно астрономы нашли способ отследить тёмную материю. Они обнаружили, что очень слабый свет в скоплениях галактик, свечение скоплений, отслеживает распределение темной материи.

Свечение скоплений галактик является побочным продуктом взаимодействия между галактиками. В ходе этих взаимодействий отдельные звезды отделяются от своих галактик и свободно плавают в скоплении. Будучи свободными от своих галактик, они оказываются там, где сосредоточена основная масса скопления, в основном тёмная материя.

Внутрикластерный свет в Abell S1063

И эти изолированные звёзды, образующие свечение скоплений, и тёмная материя, ведут себя как безстолкновительные компоненты. Исследование показало, что свечение скоплений отслеживает распределение тёмной матери более точно, чем любой другой метод, основанный на использованных до сих пор световых индикаторах.

 

 

Изображения взяты с сайта ESA / Hubble, NASA: https://www.spacetelescope.org/images/heic1820a/

Хаббл и Гайя точно взвесили Млечный путь

Шаровые скопления, окружающие Млечный путь (рисунок художника)

Масса Млечного Пути - одно из самых фундаментальных измерений, которое астрономы могут сделать о нашем галактическом доме. Однако, несмотря на десятилетия интенсивных усилий, даже самые лучшие из имеющихся оценок массы Млечного Пути сильно расходятся. Теперь, объединив новые данные миссии Gaia Европейского космического агентства (ESA) с наблюдениями, проведенными с помощью космического телескопа Хаббла NASA / ESA , астрономы обнаружили, что Млечный путь весит около 1,5 триллиона солнечных масс в радиусе 129 000 световых лет от галактического центра.

Предыдущие оценки массы Млечного Пути составляли от 500 миллиардов до 3 триллионов масс Солнца. Эта огромная неопределённость возникла главным образом из-за различных методов измерения распределения тёмной материи, которая составляет около 90% массы галактики.

«Мы просто не можем обнаружить тёмную материю напрямую», - объясняет Лаура Уоткинс (Европейская южная обсерватория, Германия), которая руководила группой, выполняющей анализ. «Вот что ведет к нынешней неопределенности в массе Млечного Пути - нельзя точно измерить то, что не видите!»

Учитывая неуловимую природу темной материи, команде пришлось использовать умный метод для взвешивания Млечного Пути, который основывался на измерении скоростей шаровых скоплений - плотных звездных скоплений, которые вращаются вокруг спирального диска галактики на больших расстояниях [1]. ,

«Чем массивнее галактика, тем быстрее движутся ее скопления под действием силы тяжести», - объясняет Н. Вин Эванс (Кембриджский университет, Великобритания). «Большинство предыдущих измерений обнаружили скорость, с которой скопление приближается или удаляется от Земли, то есть скорость вдоль луча зрения. Однако мы также смогли измерить боковое движение скоплений, из которого можно рассчитать полную скорость и, следовательно, массу Галактики». [2]

Группа использовала второй выпуск данных Gaia в качестве основы для своего исследования. Gaia была разработана для создания точной трёхмерной карты астрономических объектов по всему Млечному пути и для отслеживания их движений. Его второй выпуск данных включает измерения шаровых скоплений на расстоянии 65 000 световых лет от Земли.

«Шаровые скопления находятся на больших расстояниях от центра Галактики, поэтому их удобно использовать для измерения массы нашей галактики», - сказал Тони Сон (Научный институт космического телескопа, США), который руководил измерениями Хаббла.

Команда объединила эти данные с беспрецедентной чувствительностью Хаббла и уже имевшимися данными. Наблюдения от Хаббла позволили добавить к исследованию слабые и отдаленные шаровые скопления на расстоянии до 130 000 световых лет от Земли. Поскольку Хаббл наблюдал за некоторыми из этих объектов в течение десятилетия, стало возможным точно измерить скорости и этих скоплений.

«Нам повезло, что мы получили такую ​​великолепную комбинацию данных», - пояснил Роланд П. ван дер Марел (Научный институт космического телескопа, США). «Объединив измерения Гайи для 34 шаровых скоплений с измерениями еще 12 удаленных скоплений от Хаббла, мы смогли определить массу Млечного пути таким образом, который был бы невозможен без этих двух космических телескопов».

До сих пор незнание точной массы Млечного Пути представляло проблему для попыток ответить на множество космологических вопросов. Содержание тёмной материи в галактике и ее распределение неразрывно связаны с образованием и ростом структур во Вселенной. Точное определение массы Млечного Пути дает нам более четкое понимание того, где находится наша галактика в космологическом контексте.

Заметки

[1] Шаровые скопления сформировались до создания спирального диска Млечного Пути, где позднее образовались наше Солнце и Солнечная система. Из-за их большого удаления от Центра Галактики, шаровые звездные скопления позволяют астрономам отслеживать массу обширной оболочки темной материи, окружающей нашу галактику далеко за пределами спирального диска.

[2] Общая скорость объекта состоит из трех движений - радиального движения плюс два, определяющих боковые движения. Однако в астрономии чаще всего доступны только лучевые скорости (относящиеся к радиальному движению). При наличии только одного компонента доступной скорости расчетные массы очень сильно зависят от предположений о боковых движениях. Следовательно, измерение боковых движений напрямую значительно уменьшает размер погрешностей для массы.

Дополнительная информация

Космический телескоп Хаббл - это проект международного сотрудничества между ЕКА и НАСА.

Спутник Gaia ЕКА был запущен в 2013 году для создания самой точной трехмерной карты из более чем одного миллиарда звезд в Млечном Пути. На данный момент миссия выпустила две партии данных: Выпуск данных Gaia 1 в 2016 году и Выпуск данных Gaia 2 в 2018 году. В ближайшие годы выйдут новые выпуски.

Исследование было представлено в статье «Доказательства Млечного Пути средней массы из движений гало шарового скопления Gaia DR2» , которая будет опубликована в «Астрофизическом журнале» .

Международная группа астрономов в этом исследовании состоит из Лауры Л. Уоткинс (Европейская южная обсерватория, Германия), Роланда П. ван дер Марела (Научный институт космического телескопа, США, и Университета Джонса Хопкинса, Центр астрофизических наук, США), Сангмо Т. Сон (Научный институт космического телескопа, США) и Н. Вин Эванс (Кембриджский университет, Великобритания).

Оригинал взят отсюда: https://www.spacetelescope.org/news/heic1905/


Плакат "М81 - удивительное рядом, и оно разрешено!". Если Вы ищете красивый и информативный плакат для кабинета астрономии 10 11 класс, Вы пришли по адресу. У нас Вы можете скачать плакаты в высоком разрешении. Размер самой большой версии изображения 1 м на 2 м, разрешение 100 dpi (dots per inch, или точек на дюйм).Образовательный плакат для кабинета астрономии про галактику М81
Скачать миниатюру JPEG 3 Мб 
Скачать версию JPEG 20 Мб 
Скачать версию PNG 30 Мб 
Скачать версию TIFF 35 Мб 
Скачать исходник XCF 33 Мб