Hubble’ın devasa gökada kümesi MACS J0717.5 + 3745. Kredi:
NASA, ESA, Harald Ebeling (Hawaii Üniversitesi, Manoa) ve Jean-Paul Kneib (LAM)
Bu yılın başlarında, Hubble Uzay Teleskobu'nu kullanan gökbilimciler, bir çift uzak galaksiyi birbirine bağlamış gibi görünen ince bir karanlık madde filamentini belirleyebildiler. Şimdi, başka bir filaman bulundu ve bilim adamları, tespit edilmesi zor olan karanlık maddenin bu kadar ayrıntılı bir şekilde ölçülebildiği ilk kez filamanın 3 boyutlu bir görünümünü üretebildiler. Sonuçları, filamanın yüksek bir kütleye sahip olduğunu ve araştırmacıların, eğer bu ölçümler Evrenin geri kalanını temsil ediyorsa, bu yapıların Evrendeki kütlenin yarısından fazlasını içerebileceğini söylüyor.
Karanlık maddenin en başından beri Evrenin bir parçası olduğu, Evrenin büyük ölçekli yapısı için omurgayı oluşturan Büyük Patlama'dan kalan bir kalıntı olduğu düşünülmektedir.
Fransa'daki Laboratoire d'Astrophysique de Marseille ve Güneydeki KwaZulu-Natal Üniversitesi'nden Mathilde Jauzac, “Kozmik ağın filamanları son derece geniş ve çok dağınıktır, bu da onları 3D olarak incelemek, onları tespit etmeyi oldukça zorlaştırıyor” dedi. Afrika, çalışmanın baş yazarı.
Ekip, bölgedeki yüksek çözünürlüklü görüntüleri devasa gökada kümesi MACS J0717.5 + 3745 (veya kısaca MACS J0717) - bilinen en büyük gökada kümelerinden biri olarak birleştirdi ve filamanın yaklaşık 60 milyon ışık yılı uzandığını buldu. küme.
Ekip, gözlemlerinin Evren'e yapısını veren iskele şeklinin ilk doğrudan görünümünü sağladığını söyledi. Hubble, NAOJ’un Subaru Teleskobu ve Kanada-Fransa-Hawaii Teleskobu'nu, WM Keck Gözlemevi ve Gemini Gözlemevi içindeki gökadalar hakkında spektroskopik verilerle kullandılar. Bu gözlemleri birlikte analiz etmek, filamentin neredeyse görüş hattımız boyunca gökada kümesinden dışarıya doğru yayıldığı şeklinin tam bir görünümünü verir.
Ekip, geniş ama yaygın filamanları incelemek için “reçetelerini” detaylandırdı. .
İlk bileşen: Umut verici bir hedef. Kozmik evrim teorileri, kozmik ağın filamanlarının buluştuğu yerde gökada kümelerinin oluştuğunu, filamanların maddeyi kümelere yavaşça akıtarak oluşturduğunu göstermektedir. Ortak yazar Harald Ebeling (ABD, Manoa, Hawaii Üniversitesi) neredeyse on yıl önce MACS J0717'yi keşfeden takıma liderlik etti.
İkinci bileşen: Gelişmiş yerçekimi lensleme teknikleri. Albert Einstein’ın ünlü genel görelilik kuramı, ışığın yolunun, büyük bir kütleye sahip nesnelerin içinden veya yanından geçtiğinde büküldüğünü söylüyor. Kozmik ağın filamanları büyük ölçüde doğrudan görülemeyen karanlık maddeden [2] oluşur, ancak kütleleri kütleçekimsel mercek adı verilen bir süreçte ışığı bükmek ve arka plandaki gökadaların görüntülerini çarpıtmak için yeterlidir. Ekip, görüntü bozulmalarını bir kitle haritasına dönüştürmek için yeni araçlar geliştirdi.
Üçüncü bileşen: Yüksek çözünürlüklü görüntüler. Yerçekimi lensi ince bir fenomendir ve incelemesi ayrıntılı görüntülere ihtiyaç duyar. Hubble gözlemleri, ekibin çok sayıda lensli gökada şeklindeki kesin deformasyonu incelemesine izin verir. Bu da gizli karanlık madde filamanının nerede bulunduğunu gösterir. “Zorluk,” diye yazar yazar Jean-Paul Kneib (LAM, Fransa), “gözlemlediğimiz tüm mercek özelliklerini takan küme şeklinin bir modelini bulmaktı.”
Son olarak: Mesafelerin ve hareketlerin ölçümü. Hubble’ın kümeye ilişkin gözlemleri, filamentin henüz en iyi iki boyutlu haritasını verir, ancak şeklini 3D olarak görmek için ek gözlemler gerekir. Subaru, CFHT, WM Keck ve Gemini North teleskoplarından (tümü Mauna Kea, Hawaii'de) alınan veriler kullanılarak renkli görüntüler [3] ve spektrometrelerle ölçülen gökada hızları [4], ekibin binlerce gökada bulmasına izin verdi filament içinde ve birçoğunun hareketlerini tespit etmek için.
Tüm bu galaksiler için konum ve hız bilgilerini birleştiren bir model oluşturuldu ve bu daha sonra filaman yapısının 3B şeklini ve yönünü ortaya çıkardı. Sonuç olarak ekip, bu analizlerde yaygın olduğu gibi yapıyı iki boyuta yansıtmaktan kaynaklanan belirsizlik ve önyargılar olmadan bu anlaşılması zor filamenter yapının gerçek özelliklerini ölçebildi.
Elde edilen sonuçlar, teorik çalışma ve kozmik ağın sayısal simülasyonları ile yapılan tahminlerin sınırlarını zorluyor. En az 60 milyon ışıkyılı uzunluğuyla MACS J0717 filamenti, astronomik ölçeklerde bile aşırıdır. Ve ekip tarafından ölçülen kütle içeriği dev kümelerin yakınındaki filamanları temsil edebilirse, kozmik ağın düğümleri arasındaki bu yaygın bağlantılar, teorisyenlerden daha fazla kütle (karanlık madde formunda) içerebilir.
Bu ESA HubbleCast videosunda daha fazla bilgi:
Kaynak: ESA Hubble
