Млечни пут мери 100 до 120 хиљада светлосних година, удаљеност која пркоси машти. Али кластери галаксија, који се састоје од стотина до хиљада галаксија које се крећу под колективним гравитационим повлачењем, могу да протежу десетине милиона светлосних година.
Ови масивни кластери су сложена интеракција између сударајућих галаксија и тамне материје. Изгледа да је немогуће прецизно пресликати. Али сада је међународни тим астронома који користи НАСА / ЕСА свемирски телескоп Хуббле урадио управо ово - прецизно пресликавање галаксијског кластера, названог МЦС Ј0416.1-2403, удаљеног 4,5 милијарди светлосних година.
„Иако знамо како мапирати масу кластера користећи јака сочива више од двадесет година, требало је доста времена да се набаве телескопи који могу направити довољно дубока и оштра запажања и да наши модели постану довољно софистицирани за нас да мапира, са тако невиђеним детаљима, систем компликован као МЦС Ј0416.1-2403 “, рекао је коаутор Јеан-Паул Кнеиб у саопштењу за штампу.
Измјерити количину и расподјелу масе унутар удаљених објеката може бити изузетно тешко. Нарочито када су три четвртине све материје у Универзуму тамна материја, која се не може директно сагледати јер не емитује и не одбија никакву светлост. Међусобно делује само гравитацијом.
Али на сву срећу, велики комадићи материје се изкривају и искривљавају тканину простора-времена око њих. Понашајући се попут сочива, чини се да повећавају и савијају светлост која пролази поред њих из удаљенијих предмета.
Овај ефекат, познат као гравитационо сочиво, видљив је само у ретким случајевима и могу га уочити само највећи телескопи. Чак и галаксиони кластери, упркос огромној величини, производе минималне гравитационе ефекте на своју околину. Највећим делом изазивају слабо сочиво, чинећи још удаљеније изворе као незнатно елиптичније на небу.
Међутим, када је поравнање кластера и удаљеног објекта управо тачно, ефекти могу бити значајни. Позадинске галаксије могу бити и осветљене и трансформисане у прстенове и лукове светлости, појављујући се неколико пута на истој слици. Управо је овај ефекат, познат као јака лећа, помогао астрономима да пресликају масну дистрибуцију у МЦС Ј0416.1-2403.
"Дубина података омогућава нам да видимо веома слабе предмете и омогућила нам је да идентификујемо јаче лектиране галаксије него икад раније", рекао је главни аутор др Јаузац. „Иако снажно сочиво увећава позадинске галаксије, оне су још увек јако далеко и веома су бледе. Дубина ових података значи да можемо идентификовати невероватно удаљене позадинске галаксије. Сада знамо за више од четири пута више галаксија снажно посуђених у кластеру него прије. "
Користећи Хубблеову напредну камеру за анкете, астрономи су идентификовали 51 нову вишеструко снимљену галаксију око кластера, четвороструко повећавајући број који је пронађен у претходним истраживањима. Овај ефекат омогућио је Јаузацу и њеним колегама да израчунају расподелу видљиве и тамне материје у кластеру и направе врло ограничену мапу његове масе.
Укупна маса унутар кластера је 160 билиона више од масе Сунца, са несигурношћу од 0,5%. То је најпрецизнија карта икад направљена.
Али Јаузац и његове колеге не планирају овде да се заустављају. Још тачнија слика галаксијског кластера мораће да укључи и мерења слабих сочива. Тако ће тим наставити да проучава кластер користећи ултра-дубоко Хуббле снимање.
Такође ће користити земаљске опсерваторије за мерење било каквих померања у спектру галаксија и зато ће забележити брзине садржаја кластера. Комбиновање свих мерења не само да ће додатно побољшати детаље, већ ће пружити и 3Д модел галаксија унутар кластера, осветљавајући његову историју и еволуцију.
Овај рад је прихваћен за објављивање у Месечна обавештења о краљевској астрономији и доступан је на мрежи.
