Астрономы воспользовались возможностями космического телескопа Hubble, чтобы заглянуть в удаленное от нас на 300 миллионов световых лет галактическое скопление и провести там подробную ревизию некоторых ее более «мелких» компонентов. В результате до сего момента в ней удалось идентифицировать 22 426 шаровых звездных скоплений.
Мозаичная картина части гигантского галактического скопления Кома (Волосы Вероники), заснятая космическим телескопом Hubble. © NASA, ESA, J. Mack (STScI) and J. Madrid (Australian Telescope National Facility)
Этот поиск, итоги которого были опубликованы в номере издания Astrophysical Journal за 9 ноября 2018 года, открыл астрономам возможность использовать поле шаровых звездных скоплений, чтобы создать карту распределения материи и темной материи в галактическом скоплении Волос Вероники, которое называют также скоплением Кома, где в общей сложности «обитают» более 1000 галактик.
Так как шаровые звездные скопления намного меньше комплексных галактик (и так как встречаются они значительно чаще), они представляют собой значительно лучший маркер для определения, как структура пространства-времени искажается гравитацией галактического скопления Кома. На самом деле галактическое скопление Волос Вероники стало одним из первых мест, где наблюдались гравитационные аномалии, которые рассматриваются, как указание на большое количество невидимой массы во вселенной. И эта невидимая масса как раз и называется темной материей.
Шаровые звездные скопления являются одними из первых «обитателей» вселенной и представляют собой шарообразные островки из многих сотен тысяч старых звезд. Они играли и играют решающую роль в рождении и росте галактики. Наша галактика Млечный путь имеет в своем составе около 150 шаровых звездных скоплений. А так как в этих скоплениях присутствуют самые старые известные звезды вселенной, то это значит, что они существовали уже и в юные годы нашей галактики.
Некоторые из шаровых звездных скоплений Млечного пути можно увидеть в ребе даже невооруженным глазом: они выглядят, как размытые «звезды». Но на гигантском расстоянии, отделяющим нас от Волос Вероники, даже для сверхзоркого глаза Hubble шаровые звездные скопления выглядят лишь точками света. Проведенный поиск показал, что шаровые звездные скопления рассеяны в пространстве между галактиками. Из своих родных галактик эти скопления были вырваны в результате прохождения отдельных галактик вблизи друг друга, чуть ли не на грани столкновения. Hubble обнаружил, что некоторые шаровые звездные скопления выстроились вдоль структур, напоминающих перемычки или мосты. И это представляет собой несомненное подтверждение взаимодействия между галактиками, при котором они рвут друг друга.
Астроном Хуан Мадрид из команды Австралийского телескопа Национального Фонда в Сиднее впервые обратил внимание на распределение шаровых звездных скоплений в галактическом скоплении Кома, когда увидел снимки Hubble. Снимки показали, что шаровые звездные скопления (или глобулярные кластеры) простираются до краев каждого из снимков галактик в скоплении Волос Вероники.
И он не скрывает радости от того, что программа сбора данных в галактическом скоплении Кома с помощью телескопа Hubbе полностью себя оправдала, а данных, собранных при этом хватит на десятилетия работы. Правда, у одной из самых мощных поисковых камер телескопа - Advanced Camera for Surveys (ACS) - еще в самой середине программы «полетела» электроника. (Позднее в 2009 году ACS была восстановлена в ходе ремонтной миссии).
Чтобы закрыть выявленные пробелы, Мадрид со своими коллегами тщательно дополнил общую картину снимками с того же Hubblе, которые были сделаны в рамках других проектов и исследований. Эти снимки были собраны в Архиве космических телескопов Микульского при Научном институте космических телескопов в Балтиморе (штат Мэриленд). С помощью студентов-добровольцев из разных ВУЗов ведущий астроном, словно мозаику, составил картину центральной области галактического скопления. «Эта программа дает возможность студентам университетов, которые не специализируются на астрономии, добровольно получить знания в этой сфере». - говорит Мадрид.
Команда разработала алгоритмы для прочёсывания общей картины галактического скопления Кома, содержащего не менее 100 000 потенциальных источников. Программа использовала цвет шаровых звездных скоплений (в них доминирует свечение старых, красноватых звезд) и сферическую форму, чтобы исключить нерелевантные объекты - в первую очередь, фоновые галактики, которые не связаны с галактическим скоплением Волос Вероники.
Хотя Hubble оборудован великолепными детекторами с беспримерной чувствительностью, огромный недостаток состоит в том, что они имеют крошечное поле зрения. «Один из замечательных аспектов нашего исследования заключается в том, что оно демонстрирует ошеломляющие научные возможности, которые можно ожидать от будущего телескопа Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) NASA, который будет иметь значительно большее поле зрения, чем Hubble», - радуется Мадрид. - «И мы будем уже в состоянии запечатлевать и отображать галактические скопления сразу и целиком».
0
