«Хаббл» рассмотрел двойное скопление галактик

На этом снимке "Хаббла" видно массивное скопление ярко светящихся галактик, впервые идентифицированное как Abell 3192. Как и все скопления галактик, оно наполнено горячим газом, испускающим мощные рентгеновские лучи, и окружено ореолом невидимой темной материи. Весь этот материал содержит такое огромное количество массы, что скопление галактик заметно искривляет пространство-время вокруг себя, образуя гравитационную линзу. Меньшие галактики позади скопления выглядят искаженными. Скопление галактик находится в созвездии Эридан, но вопрос о его удаленности от Земли является более сложным. Abell 3192 первоначально было описано в обновленном в 1989 году каталоге скоплений галактик Abell. Тогда считалось, что Abell 3192 представляет собой единое скопление галактик, сосредоточенное на одном расстоянии. Однако дальнейшие исследования выявили нечто удивительное: масса скопления, казалось, была наиболее плотной в двух различных точках, а не в одной. Впоследствии было доказано, что первоначальное скопление Abell на самом деле состоит из двух независимых скоплений галактик: группы на переднем плане, расположенной примерно в 2,3 миллиарда световых лет от Земли, и второй группы, расположенной на большем расстоянии, примерно в 5,4 миллиарда световых лет от нашей планеты. Более отдаленное скопление галактик, включенное в обзор Massive Cluster как MCS J0358.8-2955, занимает центральное место на этом снимке.

 Считается, что массы двух групп галактик эквивалентны примерно 30 триллионам и 120 триллионам масс Солнца соответственно.

Антенны LOFAR обнаружили свечение вокруг скопления галактик Abell 2255

Голландско-итало-немецкая группа астрономов наблюдала свечение радиоизлучения вокруг скопления из тысяч галактик. Они объединили данные с тысяч антенн LOFAR, которые были сфокусированы в течение 18 ночей на площади размером с четыре полных луны. Это первый случай, когда астрономам удалось зафиксировать радиоизлучение такой большой площади в течение такого длительного времени настолько детально. Они опубликовали свои результаты 2 ноября в журнале Science Advances. Астрономы изучали Abell 2255. Это скопление из тысяч галактик находится примерно в миллиарде световых лет от Земли в направлении созвездия Дракона. Новые изображения в 25 раз четче и содержат в 60 раз меньше шума, чем изображения, сделанные с помощью предшественника LOFAR. «Основываясь на новых изображениях и наших расчетах, мы считаем, что радиоизлучение от Abell 2255 было сгенерировано во время формирования кластера», – сказал руководитель исследования Андреа Боттеон и добавил, что это первый случай, когда астрономы изучали эти процессы очень далеко от центра скопления. «В нашей теории мы предполагаем, что частицы ускоряются за счет огромной турбулентности и ударов, возникающих во время формирования скопления. В свою очередь, эти движения также могут усиливать магнитные поля», – заявил Боттеон.

В будущем исследователи хотят нацелить телескопы LOFAR и еще не построенные телескопы, такие как Square Kilometer Array, на другие скопления галактик. Кроме того, они намерены более подробно понаблюдать за Abell 2255. Так они надеются узнать больше о космической паутине, которая соединяет скопления галактик.

Ученые изучили центр скопления Волос Вероники с помощью AstroSat

Используя индийский космический аппарат AstroSat, астрономы исследовали центр скопления Волос Вероники. Результаты исследования представлены в статье, опубликованной 13 сентября на arXiv_org. Находящееся на расстоянии около 321 миллиона световых лет скопление Волос Вероники (также известное как Abell 1656) является одним из самых богатых и хорошо изученных скоплений галактик. Оно содержит более 1000 галактик, а в его центре находятся две сверхгигантские эллиптические галактики NGC 4874 и NGC 4889. Чтобы пролить больше света на свойства этого скопления, группа астрономов из Индийского института научного образования и исследований в Мохали, Индия, наблюдала его с помощью AstroSat. Ученые использовали телескоп UVIT (Ultraviolet Imaging Telescope) для проведения исследования центральной области скопления в дальнем ультрафиолетовом диапазоне. Прежде всего, команда изучила полученное UVIT изображение центральной области скопления и обнаружила более 1300 источников. Было отмечено, что 852 из этих источников были идентифицированы как галактики, 114 как звезды, а 3 из них как квазары. Характер остальных источников еще предстоит определить. Оказалось, что многие из обнаруженных галактик демонстрируют нетрадиционную морфологию в дальнем ультрафиолетовом диапазоне. Например, галактика GMP 2910, которая демонстрирует впечатляющий узкий хвост, предположительно была образована карликовой галактикой или газовым облаком, которое было разрушено из-за снижения давления внутри скопления или приливных сил.

Астрономы предполагают, что источники, которые демонстрируют искаженную морфологию, недавно стали частью скопления Волос Вероники и подвергаются разрушению под влиянием механизмов окружающей среды скопления.

Ученые добавили, что, насколько им известно, их исследование является первым исследованием области скопления галактик, которое было проведено с использованием данных UVIT.

Открыт самый крупный и тяжелый объект ранней Вселенной

Огромные «семьи» галактик, включавшие в себя тысячи аналогов Млечного Пути, существовали во Вселенной уже через два миллиарда после Большого Взрыва. Это в очередной раз ставит под сомнение текущие космологические теории, пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics. «Нам впервые удалось открыть столь большое скопление, расположенное на столь большом расстоянии от нас. Все известные объекты такого рода расположены в более «современной» части Вселенной, где у них было достаточно времени для набора массы и эволюции. Поэтому открытие «Гипериона» стало большим сюрпризом для нас», — рассказывает Ольга Куччати (Olga Cucciati) из Национального астрофизического института Италии в Болонье. Первые галактики, как считают ученые, появились в результате прямого гравитационного коллапса гигантских облаков газа. Эти скопления газа, в свою очередь, возникли из-за небольших неравномерностей в распределении материи, порожденных гравитационным «эхом» процесса сверхбыстрого расширения мироздания после Большого Взрыва. Часть этих облаков превратились в одиночные галактики, а другие, более крупные, стали родоначальниками десятков и сотен «звездных мегаполисов», объединенных в скопления и суперскопления. Еще в конце прошлого века астрономы-теоретики предположили, что первые галактики, возникшие в первый миллиард лет существования Вселенной, должны были отличаться небольшими размерами и массой.

В последние годы, как отмечает Куччати, эти теории стали подвергать сомнению – «Хаббл», ALMA и другие мощнейшие телескопы постоянно открывают все более древние и крупные галактики, существовавшие практически в то же время, когда возникли первые звезды, а Вселенная стала полностью прозрачной и доступной для наблюдений.

Кучатти и ее команда открыли еще одно подтверждение того, что текущие представления об эволюции ранней Вселенной не соответствуют действительности, наблюдая за примерно десятью тысячами древних галактик, сопоставимых по размерам с Млечным Путем и существовавших в первые два миллиарда лет после Большого Взрыва.

Проводя своеобразную «перепись» подобных объектов, ученые надеялись понять, как эволюционировали первые «звездные мегаполисы» Вселенной и в каких условиях они могли возникнуть.

Этот анализ неожиданным образом показал, что весомая часть этих галактик, около тысячи из них, была сосредоточена в относительно небольшом сегменте созвездия Секстанта. Вычислив расстояния и проанализировав манеру их движения, астрофизики поняли, что все эти они объединены в гигантское скопление, которое ученые временно назвали «Гиперионом». Его общая масса, как показали дальнейшие наблюдения, составляет примерно 270 триллионов солнечных масс, что сопоставимо с крупнейшими гигантскими скоплениями галактик, расположенными неподалеку от Земли. При этом, несмотря на схожую массу и размеры, «Гиперион» заметно отличается по своему облику от современных скоплений.

К примеру, современные группы галактик имеют более «ветвистую» и неоднородную структуру, что совершенно не характерно для самой крупной структуры юной Вселенной, открытой Кучатти и ее коллегами. С чем это связано, ученые пока не знают, но планируют выяснить в ближайшее время, наблюдая за «Гиперионом» при помощи наземных и орбитальных телескопов.

Телескоп Hubble запечатлел сверхдалекие древние галактики

Фото скопления галактик, удаленных от Земли на 5 млрд световых лет и еще дальше, удалось получить при помощи «естественных» линз из скоплений звезд. Изучение бесконечной Вселенной занимает умы человечества на протяжении всего существования. Сегодня ученым удаётся проникнуть на такие расстояния, преодолеть которые когда-либо человечеству вряд ли удастся. Телескоп Hubble открывает перед астрономами все новые горизонты. Сегодня ученые обратили свой взор на скопление галактик под названием Abell 370, отстоящее от Солнечной системы более чем на 5 млрд световых лет. Такие сверхдалекие галактики могут уже и не существовать в настоящее время, но свет от них еще продолжает лететь сквозь время. Технология увеличения изображения при помощи «естественных» линз используется относительно недавно. Ее суть в том, что телескоп использует свет более близких галактик и сверхновых звезд, изгибая и манипулируя им, чтобы «увидеть» более дальние объекты. В 2012 году, при помощи подобной технологии удалось сделать фото галактики, удаленной от Земли на 10 млрд световых лет. Основной целью таких исследований является изучение и определение галактик в период их формирования в первые 800 млн лет после Большого Взрыва. Этот проект возглавляют ученые из Дании и Великобритании.

Астрономы изучают структуру экстремально массивного скопления галактик

Новые наблюдения, проведенные международной командой астрономов, дают важную информацию об экстремально массивном скоплении галактик под названием PLCK G287.0+32.9. Эти результаты помогают глубже понять структуру этого скопления и распределение массы в нем. Скопление галактик PLCK G287.0+32.9 было впервые обнаружено при помощи спутника Planck («Планк») Европейского космического агентства в 2011 г. Первые наблюдения показали, что оно представляет собой экстремально массивное скопление галактик, лежащее на красном смещении 0,39 и имеющее массу примерно в 1,57 квадриллиона (1570 триллионов) солнечных масс. Последующие наблюдения обнаружили у скопления галактик PLCK G287.0+32.9 пару гигантских радиореликтов. Радиореликты представляют собой рассеянные, вытянутые источники радиосигналов синхротронного происхождения. Они наблюдаются в форме зрелищных одиночных или двойных симметричных дуг на периферии скоплений галактик. 

Считается, что эти источники формируются в результате ускорения и повторного ускорения вещества в ударных волнах, возникающих при столкновениях. Поэтому в случае скопления галактик PLCK G287.0+32.9 радиореликты позволяют подтвердить, что это скопление находится в процессе формирования из нескольких более мелких объединяющихся скоплений галактик.

Однако асимметрия радиореликтов скопления PLCK G287.0+32.9 указывает на сложную конфигурацию слияния. Для выяснения деталей этой конфигурации в новом исследовании астрономы во главе с Кайлом Финнером (Kyle Finner) из Университета Йонсей, Республика Корея, провели анализ распределения темной материи в скоплении галактик PLCK G287.0+32.9 при помощи метода слабого линзирования (weak-lensing analysis), используя для наблюдений 8,2-метровый телескоп «Субару», расположенный на Гавайях, и космический телескоп Hubble («Хаббл») НАСА.

В результате наблюдений Финнер и коллеги получили данные, позволившие скорректировать в сторону увеличения оценку массы этого скопления, которая по этим данным составила 2,04 квадриллиона солнечных масс. Структура скопления галактик PLCK G287.0+32.9 включает основное скопление галактик и соединяющиеся с ним три субструктуры, на которые приходится примерно 10 процентов массы. Пятая наблюдаемая в скоплении PLCK G287.0+32.9 субструктура является намного менее массивной, по сравнению с остальными, и не может быть рассмотрена как полноценное скопление галактик, указывают авторы.

Исследователи надеются, что в будущем космический телескоп Hubble позволит получить новые, еще более подробные сведения о структуре скопления галактик PLCK G287.0+32.9.

Скопление галактик Abell 2052

Космический телескоп «Чандра» в деталях рассмотрел скопление галактик Эйбелл 2052 (Abell 2052), которое находится в 480 миллионов световых лет от Земли. В результате мы видим странную спираль, обступающую одну из галактик скопления, спираль, которая совершенно не видна в оптическом диапазоне. Это — очень горячий межзвездный газ, нагретый примерно до 30 миллионов градусов. Он окружает массивную эллиптическую галактику, ядро скопления Abell 2052; при этом спираль вытянулась почти на миллион световых лет! Столь грандиозные размеры (равно как и форма газа) стали следствием столкновения Abell 2052 с меньшим скоплением. По мере приближения меньшее скопление начало гравитационно влиять на плотный горячий газ в ядре Abell 2052, буквально вытягивая его за пределы «обитания». После того как скопление прошло сквозь Эйбелл 2052, движение газа поменялось на обратное; он прошел через центр, образовав колебания, аналогичные тем, что образует вино при движении бокала взад-вперед. В данном случае в роли стеклянных стенок выступают гравитационные силы. Из-за того, что столкновение между скоплениями произошло не точно по центру Эйбл 2052, газ закрутился в спираль.

Комбинированное изображение скопления галактик Эйбелл 2052 

(в оптике и в рентгеновских лучах).

Такого рода «болтанка» в Abell 2052 имеет важные физические последствия. Во-первых, она помогает выталкивать более плотный и холодный газ (его температура «всего» около 10 миллионов градусов), дальше от центра скопления. Это мешает дальнейшему охлаждению газа в ядре и, вероятно, ограничивает количество формирующихся звезд в центральной галактике. Во-вторых, подобные колебательные движения должны перераспределять тяжелые химические элементы, образовавшиеся в результате взрывов сверхновых звезд. Это углерод, азот, железо и кислород — то есть те элементы, которые, как мы знаем, чрезвычайно важны для зарождения и развития жизни.

Следует добавить, что наблюдения скопления Abell 2052 длились очень долго — больше недели. Такие глубокие наблюдения нужны были, чтобы проявить все возможные детали. И все равно потребовалась дополнительная обработка снимка для выявления некоторых особенностей.

Обратите внимание на четкие и яркие пузыри газа с плотными и относительно холодными краями, выброшенные из центра галактики-ядра скопления Abell 2052. Судя по всему, авторство этого сложного рисунка следует приписать сверхмассивной черной дыре в центре эллиптической галактики. А раз газовая «болтанка» мешает охлаждаться оставшемуся газу в центре галактики-ядра, это с неизбежностью накладывает определенные ограничения на сверхмассивную черную дыру, «сидящую» в ней.

Скопление галактик Abell 370

Abell 370 - скопление галактик находится примерно в 6 миллиардах световых лет от Земли в созвездии Кита. Его ядро ​​состоит из нескольких сотен галактик. Впервые этот объект наблюдал и внес в свой каталог Джордж Абель. На сегодняшний день это один из самых известных кластеров галактик. Кластер оказался гигантским «естественным телескопом», через гравитационную линзу которого удалось разглядеть ещё более далёкий космический объект. Оказывается, что изображение Abell 370 содержит несколько световых дуг, которые на самом деле только миражом или изображением еще более отдаленных объектов расфокусированного гравитационной линзой благодаря массивному ядру кластера галактик Abell 370. Кластер Abell 370 — это колоссальная структура на окраине видимой вселенной, состоящая из сотен галактик.

 Первые снимки кластера появились в середине восьмидесятых; тогда астрономы заметили на них гигантскую яркую структуру в форме арки. Учёные решили, что арка — это не реально существующий астрономический объект, а эффект гравитационной линзы: огромная масса кластера галактик меняет направление распространения электромагнитных волн. Попав в гравитационную линзу, свет, исходящий из галактики, находящейся от Земли вдвое дальше, чем сам кластер, меняет направление так же, как меняет направление свет в обычной линзе.

Эта открытая галактика получила название HCM-6A, расположена на расстоянии 12800000000 световых лет от Земли. В то время она была известна как отдаленная галактика. 

Колоссальная гравитация кластера Abell 370 создала настоящее окно в раннее детство вселенной. Изображение спиральной галактики в линзе кластера позволяет судить о том, как эта галактика выглядела всего через несколько миллионов лет после Большого Взрыва.

Снимок был сделан в рамках программы Frontier Fields, изучающей самые удалённые астрономические объекты. Исследуя галактики, удалённые от нашей на миллиарды световых лет, учёные пытаются заглянуть в далёкое прошлое вселенной до того, как зажглась большая часть звёзд.

В 2009 г.., Изучая поле Abell 370 астрономы обнаружили группировки далеких галактик искаженных кластером галактик благодаря эффекту гравитационной линзы в дугу, напоминает дракона. Соответственно эта группа очень далеких галактик получила от ученых NASA наименование Дракон. В голове и хвосте дракона содержится по спиральной галактике. Несколько галактик, формирующие тело дракона, перекрывают друг друга. Все эти галактики расположены примерно в 10 миллиардов световых лет от Земли.

Изучение больших галактических кластеров помогает измерить распределение во Вселенной нормальной и тёмной материи. К примеру, гравитационная линза, образованная кластером Abell 370, свидетельствует о том, что в кластере присутствует два дискретных облака тёмной материи. Это, в свою очередь, проливает свет на историю самого кластера, который мог возникнуть в результате слияния двух скоплений галактик поменьше.

Во Вселенной обнаружен крупнейший объект из когда-либо замеченных учеными

Международная группа ученых, в которую входят представители США, Испании, Великобритании и Эстонии, обнаружили уникальный по величине космический объект — так называемую галактическую стену, которая является крупнейшим объектом во Вселенной из всех, что известны науке на сегодняшний день.

По словам исследователей, речь идет о сверхскоплении из 830 галактик, расположенных от Солнечной системы на расстоянии от 4,5 до 6,4 миллиардов световых лет. Объект был обнаружен при помощи базы данных BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey — Слоановский цифровой небесный обзор) — проекта широкомасштабного исследования изображений и спектров звезд и галактик, для которого используется 2,5-метровый широкоугольный телескоп в обсерваторииАпачи-Пойнт в штате Нью-Мексико. Новое сверхскопление претендует на абсолютный рекорд величины: его масса, по предположениям ученых, может в 10 тысяч раз превышать массу Млечного пути. Диаметр области специалисты оценили в 180 мегапарсеков.

Некоторые исследователи, однако, отмечают, что в настоящее время вопрос о том, что можно называть космическим объектом, является в значительной степени дискуссионным. Многие ученые сходятся во мнении, что определять границы скопления галактик можно в зависимости от факта одновременного передвижения в пространстве всех галактик, входящих в суперкластер. Однако по отношению к обнаруженной системе проверить этот факт пока не представляется возможным: сделать это не позволяет текущий уровень развития технологий.

В массивном скоплении галактик обнаружено радиогало

Радиогало представляют собой гигантские области пространства, из которых идет излучение в радиодиапазоне, обычно обнаруживаемые в центрах скоплений галактик. Недавно международная команда астрономов открыла одну такую обширную зону рассеянного излучения, размеры которой, по оценкам, составляют примерно три миллиона световых лет. Это вновь обнаруженное гало расположено в далеком массивном галактическом скоплении, образовавшемся в результате объединений нескольких скоплений галактик, которое носит название MACSJ2243.3-0935.

Эти исследователи под руководством Терезы Кантвелл из Астрофизического центра «Джодрелл Бэнк» Манчестерского университета, СК, использовали для своих наблюдений два телескопа. Телескоп KAT-7, расположенный в Южной Африке, применялся для наблюдений скопления галактик MACSJ2243.3-0935 7 сентября 2012 г. Примерно через два года после этого команда использовала телескоп Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT), находящийся на территории Индии, для проведения дополнительных наблюдений этого скопления галактик. Радиотелескоп KAT-7 представляет собой решетку из семи антенн диаметрами по 12 метров каждая, в то время как инструмент GMRT состоит из 30 антенн диаметрами по 45 метров.

Это радиогало было довольно непросто обнаружить, поскольку его рассеянное излучение имеет очень невысокую поверхностную яркость, особенно в гигагерцовом диапазоне. Однако, когда ученые просканировали этот участок неба в более низкоэнергетическом диапазоне при помощи телескопа GMRT, возросшая яркость радиогало позволила авторам исследования обнаружить эти излучающие в радиодиапазоне области пространства.

Размеры обнаруженного учеными радиогало довольно типичны для объектов такого рода, однако происхождение этого гало, как и ряда других радиогало скоплений галактик нашей Вселенной, до сих пор остается загадкой для исследователей. Согласно одной из предложенных гипотез радиогало образуются в результате слияний скоплений галактик, однако не все скопления галактик, находящиеся в процессе слияния, имеют радиогало. В результате наблюдений было замечено, что чем более высокоэнергетическим является конкретное слияние скоплений галактик, тем выше шанс встретить в нем радиогало, однако детального теоретического описания такой зависимости до сих пор предложено не было.