Vaizdo kreditas: ESO
Europos ir Čilės astronomų komanda atrado keletą didelių galaktikų klasterių 8 milijardų šviesmečių atstumu, kurie turėtų suteikti informacijos apie Visatos struktūrą ir evoliuciją. Galaktikų sankaupos buvo aptiktos sujungus vaizdus iš ESA XMM-Newton kosminio teleskopo ir ESO labai didelio teleskopo. Galaktikos klasteriai nėra tolygiai pasiskirstę, tačiau atrodo, kad per Visatą ištiesti kaip žiniatinklis, ir iki šiol atrodo, kad šių klasterių forma nepasikeitė, nes Visata buvo labai jauna.
Naudodamasi ESA XMM-Newton palydovu, Europos ir Čilės astronomų komanda [2] išgavo giliausią iki šiol pasaulyje plačiajuosčio rentgeno spinduliuotės vaizdą. Šis skvarbus vaizdas, kurį papildė kai kurių didžiausių ir efektyviausių antžeminių optinių teleskopų, įskaitant ESO labai didelį teleskopą (VLT), pastebėjimai, buvo aptikti keli dideli galaktikų klasteriai.
Šie ankstyvieji plataus užmojo tyrimų programos rezultatai yra nepaprastai daug žadantys ir sudaro sąlygas labai išsamiam ir nuodugniam įvairių epochų galaktikų klasterių surašymui. Remiantis svarbiausiomis astronominėmis technologijomis ir neprilygstamu stebėjimo efektyvumu, šis projektas skirtas suteikti naujų įžvalgų apie tolimos Visatos struktūrą ir evoliuciją.
Universalus internetas
Skirtingai nuo paplūdimio smėlio grūdų, materija nėra tolygiai paskirstyta visoje Visatoje. Vietoj to, ji yra sutelkta į galaktikas, kurios pačios susirenka į grupes (ir net klasterių grupes). Šios grupės yra „suvertos“ visoje Visatoje į tinklinę struktūrą, plg. ESO PR 11/01.
Pavyzdžiui, mūsų galaktika, Pieno kelias, priklauso vadinamajai vietinei grupei, kurią taip pat sudaro „Messier 31“, Andromedos galaktika. Vietinėje grupėje yra apie 30 galaktikų ir jos matmenys siekia kelis milijonus šviesmečių. Kiti klasteriai yra daug didesni. „Coma“ klasteryje yra tūkstančiai galaktikų ir jo matmenys yra daugiau nei 20 milijonų šviesmečių. Kitas gerai žinomas pavyzdys yra Mergelių spiečius, dangus uždengiantis ne mažiau kaip 10 laipsnių!
Galaktikų klasteriai yra masyviausios surištos struktūros Visatoje. Jų masė yra tūkstantis milijonų milijonų kartų didesnė už mūsų Saulės masę. Jų erdvinis pasiskirstymas erdvėje ir skaičių tankis kinta su kosminiu laiku ir unikaliu būdu suteikia informaciją apie pagrindinius kosmologinius parametrus.
Maždaug penktadalis optiškai nematomos klasterio masės yra difuzinių karštų dujų pavidalu tarp galaktikų. Šių dujų temperatūra siekia kelias dešimtis milijonų laipsnių, o tankis yra maždaug vienas atomas litre. Esant tokiai aukštai temperatūrai, jis skleidžia galingą rentgeno spinduliuotę.
Stebėti šias tarpgalaktines dujas ir ne tik atskiras galaktikas yra taip, kaip dienos metu matyti ne tik apšviestus langus, bet ir miesto pastatus. Štai kodėl galaktikų grupes geriausia atrasti naudojant rentgeno palydovus.
Naudodami ankstesnius rentgeno palydovus, astronomai atliko ribotus netoliese esančios Visatos struktūros tyrimus. Tačiau jiems iki šiol trūko priemonių išplėsti paiešką dideliame tolimos Visatos tūryje.
XMM-Newton plataus lauko stebėjimai
Marguerite Pierre (CEA Saclay, Prancūzija) su Europos / Čilės astronomų komanda, vadinama XMM-LSS konsorciumu [2], pasinaudojo dideliu ESA rentgeno observatorijos XMM-Newton regėjimo lauku ir dideliu jautrumu. ieškoti nutolusių galaktikų grupių ir parodyti jų pasiskirstymą erdvėje. Jie galėjo pamatyti apie 7000 milijonų metų atgal į kosmologinę erą, kai Visata buvo maždaug perpus mažesnė už dabartinį dydį ir amžių, kai galaktikų spiečiai buvo glaudžiau supakuoti.
Klasterių sekimas yra kruopštus, kelių žingsnių procesas, reikalaujantis ir kosminių, ir antžeminių teleskopų. Iš tikrųjų iš rentgeno vaizdų, turinčių XMM, buvo galima pasirinkti kelias dešimtis objektų, esančių klasteriuose, kurie buvo identifikuoti kaip sustiprintos rentgeno spinduliuotės sritys (plg. PR Photo 19b / 03).
Tačiau turėti kandidatų nepakanka! Jie turi būti patvirtinti ir toliau tiriami antžeminiais teleskopais. Kartu su „XMM-Newton“, Pjeras naudoja labai plataus diapazono vaizdo imtuvą, pritvirtintą prie 4 m ilgio Kanados, Prancūzijos ir Havajų teleskopo, esančiame Mauna Kea, Havajai, kad būtų padaryta optinė to paties kosminio regiono nuotrauka. Tada pritaikyta kompiuterio programa sujungia XMM-Newton duomenis, ieškodama rentgeno spindulių koncentracijos, rodančios dideles, išplėstas struktūras. Tai yra grupės ir sudaro tik apie 10% aptiktų rentgeno spindulių šaltinių. Kitos dažniausiai yra tolimos aktyviosios galaktikos.
Atgal į žemę
Kai programa randa klasterį, ji priartinama tame regione ir paverčia XMM-Niutono duomenis į rentgeno spinduliuotės intensyvumo kontūrinį žemėlapį, kuris po to dedamas į CFHT optinį vaizdą (PR nuotrauka 19c / 03). Astronomai tai naudoja norėdami patikrinti, ar kažkas matoma išplėstinės rentgeno spinduliuotės srityje.
Jei kažkas matoma, darbas perkeliamas į vieną iš geriausių pasaulyje optinių / infraraudonųjų spindulių teleskopą - Europos pietų observatorijos labai didelį teleskopą (VLT) Paranalyje (Čilė). Naudodamiesi FORS daugiareikšmiais prietaisais, astronomai priartina atskiras lauko galaktikas, atlikdami spektrinius matavimus, kurie atskleidžia jų bendras charakteristikas, ypač raudonojo poslinkio ir, atitinkamai, atstumą.
Kasetinių galaktikų atstumai yra panašūs ir šie matavimai suteikia vidutinį klasterio atstumą ir greičio sklaidą klasteryje. FORS instrumentai yra vieni efektyviausių ir universaliausių tokio tipo darbui, atsižvelgiant į vidutiniškai 30 galaktikų spektrus vienu metu.
Pirmieji spektroskopiniai stebėjimai, skirti XMM-LSS galaktikų klasterių identifikavimui ir raudonojo poslinkio matavimams, įvyko per tris naktis, 2002 m. Rudenį.
Nuo 2003 m. Kovo mėn. Literatūroje buvo tik 5 žinomos sankaupos, esant tokiam dideliam raudonojo poslinkio dažniui, turinčiam pakankamai spektroskopiškai išmatuotų raudonų poslinkių, kad būtų galima įvertinti greičio sklaidą. Tačiau VLT leido išsklaidymą tolimoje klasteryje gauti tik per 2 valandas, keldamas didelius lūkesčius dėl būsimo darbo.
700 spektrų…
„Marguerite Pierre“ yra nepaprastai patenkintas: Orai ir darbo sąlygos VLT buvo geriausios. Tik per tris naktis buvo pastebėta 12 grupių grupių, gaunančių ne mažiau kaip 700 galaktikų spektrų. Bendra strategija pasirodė labai sėkminga. Didelis VLT ir FORS stebėjimo efektyvumas palaiko mūsų planą atlikti tolesnių tyrimų, susijusių su daugybe tolimų grupių, santykinai per mažai stebėjimo laiko. Tai žymiai padidina efektyvumą, palyginti su ankstesnėmis paieškomis.
Dabartinė tyrimų programa prasidėjo gerai, aiškiai parodydama šio naujojo kelių teleskopų metodo įgyvendinamumą ir labai aukštą efektyvumą. O Marguerite Pierre ir jos kolegos jau mato pirmuosius varginančius rezultatus: atrodo, kad tai patvirtina, kad klasterių skaičius prieš 7000 milijonų metų mažai skiriasi nuo šių dienų. Tokį ypatingą elgesį pranašauja visatos modeliai, kurie plečiasi amžinai, toldami galaktikų grupes vis toliau.
Ne mažiau svarbu ir tai, kad XMM-LSS konsorciumas sukūrė kelių bangų ilgio ir daug teleskopo metodą galaktikų klasteriams nustatyti, taip pat yra lemiamas kitas žingsnis derlingoje kosmoso ir antžeminių observatorijų sinergijoje, todėl jis yra pagrindinis būsima virtuali observatorija.
Daugiau informacijos
Šis darbas remiasi dviem darbais, kurie bus paskelbti profesionaliame astronomijos žurnale „Astronomija ir astrofizika“ („The XMM-LSS“ apklausa: I. Marguerite Pierre et al., Astro-ph / 0305191 ir The XMM mokslinės motyvacijos, dizainas ir pirmieji rezultatai) -LSS tyrimas: II. Pirmieji aukšto raudonojo poslinkio galaktikų klasteriai: atsipalaidavusios ir griūvančios sistemos (Ivanas Valtchanovas ir kt., Astro-ph / 0305192).
Dr. M. Pierre kalbės pakviesta tema šia tema IAU 216 simpoziume „Kosmoso žemėlapiai“ 2003 m. Liepos 17 d., Ketvirtadienį, per 2003 m. IAU Generalinę asamblėją Sidnėjuje, Australijoje.
Pastabos
[1]: Tai suderintas ESO / ESA leidimas.
[2]: XMM-LSS konsorciumui vadovauja „Service d’Astrophysique du CEA“ (Prancūzija), jį sudaro JK, Airijos, Danijos, Nyderlandų, Belgijos, Prancūzijos, Italijos, Vokietijos, Ispanijos ir Čilės institutai. „XMM-LSS“ projekto pagrindinį puslapį galima rasti adresu http://vela.astro.ulg.ac.be/themes/spatial/xmm/LSS/index_e.html
[3]: Astronomijoje „raudonasis poslinkis“ reiškia dalį, kuria objekto spektre esančios linijos pasislenka į ilgesnius bangos ilgius. Kadangi kosmologinio objekto raudonasis poslinkis didėja atsižvelgiant į atstumą, stebimas nuotolinės galaktikos raudonasis poslinkis taip pat suteikia jo atstumo įvertį.
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
