Космический телескоп «Хаббл» приступил к новой миссии, которая должна будет пролить свет на эволюцию самых первых галактик во Вселенной. И для выполнения этой задачи космическая обсерватория будет использовать самые массивные объекты во Вселенной – галактические скопления. Как именно – можно понять благодаря новому изображению, предоставленному телескопом.
В центре изображения, которое вы можете увидеть ниже, находится Abell 370 – скопление из нескольких сотен галактик, расположенных примерно в 4 миллиардах световых лет от Земли. А вокруг этого скопления мы можем видеть тысячи галактик, которые располагаются от нас еще дальше.
Мы можем их видеть именно благодаря скоплению Abell 370. Сотни галактик этого скопления расположены настолько близко друг к другу, что создают очень мощное поле гравитации. Когда волны света, расположенные за этим полем, проходят через него, очень мощная сила гравитации изменяет направление распространения электромагнитного излучения. Этот удивительный эффект называется гравитационным линзированием и именно он позволяет увидеть те объекты в космосе, которые при обычных условиях мы увидеть просто не можем.
Любые достаточно массивные объекты в космосе могут создавать эффект гравитационной линзы, благодаря которой астрономы могут изучать новые уголки Вселенной. Чем выше масса, тем сильнее эффект. В случае с Abell 370 эффект настолько сильный, что благодаря ему на изображении видны те галактики, до которых даже чувствительный взор «Хаббла» добраться не в состоянии.
Недавно астрономы приступили к новому проекту Beyond Ultra-deep Frontier Fields And Legacy Observations (или BUFFALO), задачей которого является наблюдение за самыми ранними галактиками Вселенной с помощью шести галактических скоплений, создающих мощнейший эффект гравитационных линз. Астрономы очень хотят выяснить, что же находится за этими скоплениями.
На изображении выше вы можете видеть галактики скопления Abell 370. Самые яркие желто-белые объекты на снимке являются огромными галактиками, в которых содержаться миллиарды звезд. Объекты имеющие синий оттенок представляют собой более компактные галактики, как наш Млечный Путь, с более молодой популяцией звезд. Более тусклые объекты с желтоватым оттенком – это старые галактики, в которых прекращается процесс звездообразования.
Галактики, расположенные за скоплением Abell 370, тоже отображены на снимке и выглядят как размытые источники света. Пожалуй, самым интересным здесь является объект в левой части центральной области. Астрономы прозвали его Dragon (возможно, здесь имеется какая-то аналогия с китайским драконом). Изображение «дракона» состоит из пяти снимков, сделанных космическим телескопом под разными углами. Этим объектом является спиральная галактика, которая «растянулась» или «размазалась» благодаря мощному эффекту гравитационного линзирования.
Используя эффект гравитационной линзы исследователи из Института Нильса Бора (Дания) и Даремского университета (Великобритания) надеются больше выяснить о том, когда во Вселенной сформировались наиболее яркие галактики как формирование этих галактик связано с темной материей. Ученые хотят узнать насколько быстро галактики сформировались в первые 800 миллионов лет после Большого взрыва, а также лучше разобраться в эволюции эффекта линзирования с помощью галактических скоплений и темной материи, которая в них находится.
Первым шагом для исследователей в новой миссии станет определение объемов темной материи, содержащийся в галактических скоплениях. Более сильный эффект гравитационной линзы говорит о более мощной силе гравитации. Выяснив общую массу галактики, а также тот объем массы, на который приходятся видимые в ней объекты, ученые смогут рассчитать объемы содержащейся в ней темной материи.
«Расширив площадь наблюдений вокруг этих галактических скоплений, мы сможем существенно улучшить наше представление о силе гравитационного линзирования, создаваемого этими скоплениями, что является важным шагом для изучения наиболее удаленных галактик, которые будут обнаружены в ходе проекта BUFFALO», — говорит астрофизик Матильда Яузак из центра внегалактической астрономии Даремского университета.
«Кроме того, BUFFALO позволит нам точно определить распределение темной материи внутри этих массивных галактических скоплений, а также более детально изучить эволюционную историю этих скоплений, заполнив недостающие звенья, имеющие в современных эволюционных теориях».
Исследовательская миссия BUFFALO займет в общей сложности около 160 часов наблюдений, говорят ученые. Снимки галактического скопления Abell 370 в полном размере можно посмотреть и скачать на официальном сайте миссии.
Обсудить новую миссию астрономов можно в нашем Telegram-чате.
