Столкновение скоплений галактик проливает свет на загадку количества материи во Вселенной
Хотя ученые многое знают о составе Вселенной, существует неприятная проблема, которую они изо всех сил пытаются решить. Пропавшая материя — одина из самых странных загадок Вселенной.
Распределение материи/энергии в космосе более или менее известно. Большую часть всего этого пока невозможно обнаружить: 68% темной энергии и 27% темной материи (впрочем, оценки количества и пропорций разнятся). Остальные 5 или около того процентов составляет барионное вещество. Это то, что мы можем обнаружить и из чего состоит все: звезды, планеты, пыль, галактики, облака, черные дыры, люди...
Известно, сколько барионной материи было во время Большого взрыва, потому что с тех пор осталось реликтовое излучение, который ученые смогли расшифровать. Однако, когда исследователи начали подсчитывать объем барионной материи, которая находится непосредственно вокруг нас сегодня, цифры не сошлись. Много не хватает: от половины до трети того, что было предсказано на основе реликтового излучения.
Ученые предположили, что по крайней мере часть этой недостающей массы может быть скрыта в гигантских нитях теплого или горячего (температура от 10 000 до 10 000 000 градусов) газа в пространстве между галактиками и скоплениями галактик. Нити назвали «тепло-горячей межгалактической средой» (warm-hot intergalactic medium — WHIM).
Команда астрономов, работающих с орбитальным телескопом «Чандра», вероятно, нашла WHIM в пространстве между сталкивающимися скоплениями галактик.
«Обнаружение этих нитей недостающей материи оказалось исключительно сложной задачей, и известно лишь несколько таких примеров. Мы взволнованы тем, что, вероятно, обнаружили еще один», — сказал Арнаб Саркар из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже (США), который руководил исследованием.
Научные статьи вышли в Astrophysical Journal Letters и в препринте. Об открытии рассказали на официальном портале орбитальной обсерватории.
Исследователи использовали «Чандру» для изучения колоссального объекта Abell 98, который содержит два сталкивающихся скопления галактик. Он находится на расстоянии около 1,4 миллиарда световых лет от Земли.
Данные показывают мост рентгеновского излучения между двумя сталкивающимися кластерами, содержащими газ температурой от 10 до 20 миллионов градусов. Более горячий, вероятно, образовался из газа в двух перекрывающих друг друга скоплений. Температура и плотность более холодного согласуются с прогнозами для WHIM.
Кроме того, данные «Чандры» показывают наличие ударной волны. Она движется перед одним из скоплений. Впервые астрономы обнаружили такую ударную волну на ранних стадиях столкновения, до того, как сблизятся центры скоплений.
Эта ударная волна может быть напрямую связана с открытием WHIM в Abell 98, потому что именно она нагрела газ между скоплениями. Это могло поднять температуру газа в нити WHIM достаточно высоко, чтобы ее можно было обнаружить.
Скопления содержат тысячи галактик, огромное количество горячего газа и колоссальные резервуары темной материи. Они являются крупнейшими структурами во Вселенной, удерживаемыми вместе гравитацией.
«Когда сталкиваются скопления галактик, у нас появляется возможность увидеть экстремальную физику, которую мы редко наблюдаем в любой другой космической обстановке», — сказал один из авторов исследования Юаньюань Су из Университета Кентукки (США).
Астрофизики выяснили, как «космическая паутина» влияет на галактики
