Волшебная линза Пандоры (фото)

Frontier Fields – новая программа космического телескопа Хаббла позволит заглянуть во Вселенную еще дальше, чем когда-либо прежде.

К оптике самого телескопа в этой программе добавляется мощь гравитационных линз. В качестве гравитационных линз в программе Frontier Fields используются самые массивные скопления галактик – крупнейшие космические структуры, содержащие тысячи или десятки тысяч галактик. Такие скопления-линзы позволят увидеть самые отдаленные галактики, которые в десять или даже в сто раз слабее, чем все, что удавалось изучать ранее. Принцип работы гравитационной линзы, связанный с отклонением луча света в гравитационном поле, а можно понять из рисунка:

Однако, при работе с гравитационной линзой нужно иметь в виду, что изображение увеличивается неравномерно, а его форма искажается. Далекая галактика может принять вид правильной дуги или кольца. К счастью, искажения формы гравитационная линза может увеличить изображение далекой галактики, что и будет использовано в программе Frontier Fields в ближайшие годы. Трехлетняя программа рассчитана на изучение 6 отдельных полей со временем накопления сигнала 840 орбитальных оборотов Хаббла. Для сравнения: типичное время накопления сигнала в стандартных программах Хаббла – от нескольких до нескольких десятков орбитальных периодов.

Перед вами первое изображение программы Frontier– скопление галактик Эйбелл 2744 (Abell 2744), получившее прозвище Кластер Пандоры (heic1111).

Туманные эллиптические галактики и выразительные спирали тесно расположены в центре изображения. Эти галактики принадлежат скоплению. Голубые дуги, разбросанные по всему полю, это как раз и есть изображения удаленных галактик, созданные гравитацией Кластера Пандоры.

Скопление Эйбелл 2744 – уникальный объект – и раньше изучали с помощью космических и наземных телескопов. Кроме телесокпа Хаббла в программе наблюдений принимали участие Очень Большой Телескоп VLT (ESO), который состоит из четырех телескопов диаметром 8.2-метра каждый, японский восьмиметровик Subaru и рентгеновская обсерватория Чандра (NASA).

Огромное скопление возникло в результате одновременного столкновения четырех богатых скоплений галактик. Даже в космических масштабах процесс такого масштаба потребовал 350 миллионов лет. Сверхсложное взаимодействие гигантских масс создало удивительные эффекты, которые никогда раньше не наблюдались вместе. На рассчитанной модели гравитационной линзы Эйбелл 2744 синим цветом показано распределение темной материи, зеленым – видимые изображения галактик скопления, красной линией отмечена область максимального увеличения.

Галактики скопления прекрасно видны на снимках VLT и Хаббла, но они составляют менее 5 % от его общей массы. Остальные компоненты – это межгалактический газ (около 20 %), настолько горячий, что светит только в рентгеновских лучах, и темная материя (около 75 %), которая совершенно невидима. Темную материю можно отследить только по ее гравитационному воздействию. Сложное столкновение в Эйбелл 2744 отделило некоторую часть горячего газа от темной материи, так что теперь они расположены отдельно друг от друга и от видимых галактик. Распределение горячего газа и темной материи относительно галактик Эйбелл 2744 выглядит таким образом:

Красным цветом на фоне изображений галактик показано распределение горячего газа, синим – темной материи.

В кластере Пандоры собраны воедино несколько явлений, которые раньше видели в других системах только по отдельности. Рядом с ядром кластера Пандоры находится сферическая область, в которой газ одного скопления столкнулся с газом другого, что создало ударную волну. В другой части скопления горячего газа нет: там видны галактики и темная материя; газ был удален во время гигантского столкновения.

Изображение Кластера Пандоры было представлено 7 января 2014 года, на 223-м заседании Американского астрономического общества в Вашингтоне, округ Колумбия, США.

Галактики бывают удивительно запыленными. Откуда же берется пыль? Астрономы впервые смогли увидеть, как образуется космическая пыль

Подготовила и перевела Елена Алексеева.

По материалам

Google+