Астрономы, используя космический телескоп NASA «Хаббл» создали самую детализированную карту распределения массы в пределах скопления галактик. Учёные, основываясь на данных программы наблюдений «Хаббла» «Frontier Fields», составили карту, отображающую количество и распределение массы в скоплении галактик под названием MCS J0416.1-2403 — довольно массивном галактическом кластере, масса которого в 160 трлн раз превышает солнечную. Воссоздать детали этого галактического скопления удалось благодаря беспрецедентной глубине данных, полученных в ходе новых наблюдений космического телескопа, а также космическому явлению, известному как «мощное гравитационное линзирование».
Измерение количества и распределения массы в пределах отдалённых объектов Вселенной может быть весьма проблематичным и трудоемким процессом. Ввиду этого астрономы вынуждены прибегать к хитростям — они исследуют «содержимое» крупных скоплений галактик, изучая гравитационные эффекты, обусловленные потоками света, исходящими от более отдалённых объектов. Это — одна из главных целей программы «Frontier Fields», в рамках которой астрономы проводят наблюдения за шестью различными скоплениями галактик, среди которых и MCS J0416.1-2403, представленное на новом снимке.
Большие скопления массы во Вселенной деформируют и искажают пространство-время вокруг них, выполняя роль своего рода линзы, которая увеличивает и отклоняет свет от более далёких объектов, проходящий сквозь них.
Невзирая на то, что масса скоплений галактик огромна, их воздействие на окружающие их объекты минимально. В большинстве случаев они вызывают эффект, который в астрономических кругах принято называть «слабым линзированием». Тем не менее, когда размеры галактического кластера огромны, а само скопление достаточно плотное, то воздействие на окружение может быть более существенным. Если к тому же скопление находится на одной прямой с отдалённым объектом, то линза становится более мощной. Это явление получило название «мощного (сильного) гравитационного линзирования». Именно этот эффект замечен вокруг шести скоплений галактик, и именно его астрономы использовали для создания карты распределения массы в MCS J0416.1-2403, основываясь на самых последних данных космического телескопа «Хаббл».
По словам MathildeJauzacиз DurhamUniversitу, глубина данных позволила увидеть очень слабые объекты в кластерах и идентифицировать эффект сильного линзирования. Несмотря на то, что эффект сильного гравитационного линзирования увеличивает фоновые галактики, они всё ещё слабы и далеки, признается учёный. Глубина данных показывает, что учёные могут идентифицировать галактики, расположенные чрезвычайно далеко от Земли.
Используя камеру AdvancedCameraforSurveysкосмического телескопа «Хаббл», астрономы смогли идентифицировать 51 галактику в окрестностях MCS J0416.1-2403. С учётом данных, полученных ранее, суммарная численность линзированных галактик вокруг этого кластера составляет 68.
Анализируя 57 наиболее четко линзированных галактик, астрономам удалось смоделировать массу «обычной» и темной материи в MCS J0416.1-2403. Эти наблюдения по точности в несколько раз превосходят любую из существующих карт галактических кластеров, и являются самыми точными на сегодняшний день.
Ученые намерены продолжить изучение скоплений галактик посредством ультра-глубокой съемки «Hubble», дабы создать карту внешних районов скопления, и таким образом, возможно, идентифицировать субструктуры в окружении галактического кластера. Так же они собираются воспользоваться данными рентгеновских наблюдений за горячим газом и спектроскопическим красным смещением, чтобы составить создать карту «содержимого» скопления и определить пропорции темной материи, газа и звезд.
