[830x]
Рентгеновское изображение южного поля Обозрения XXL. Красными кружками обозначен найденные кластеры.

Скопления галактик – сверхмассивные конгломераты галактик, содержащие гигантские количества горячего газа с настолько высокой температурой, что он излучает в рентгеновском диапазоне. Изучение этих структур очень важно, так как в их образовании играют большую роль загадочные компоненты Вселенной, темная материя и темная энергия. Исследуя их свойства на различных стадиях истории Вселенной, можно узнать больше об этих непонятных пока видах материи.

Исследовательский коллектив, состоящий из более сотни астрономов со всего мира, начал свою работу по поиску космических монстров в 2011 году. Хотя высокоэнергетические рентгеновские лучи, по которым и можно нащупать положения скоплений галактик, поглощаются атмосферой Земли, их могут зарегистрировать рентгеновские космические обсерватории. Обзор, проводимый космической миссией ESA XMM-Newton — крупнейшая из наблюдательных программ этого орбитального телескопа — был подкреплен наблюдениями в ESO и других обсерваториях. Результатом этой работы стал колоссальный и продолжающий расти массив данных по всему электромагнитному спектру [1], названный «XXL-Обозрением».

“Главная цель обзора XXL – составление и определение параметров выборки примерно 500 скоплений галактик вплоть до расстояний, соответствующих возрасту Вселенной примерно вдвое меньшему нынешнего”, -- объясняет ведущий исследователь проекта XXL Маргарита Пьер (Marguerite Pierre) из CEA (Сакле, Франция).

Рентгеновский телескоп XMM-Newton получает изображения двух участков неба, с угловым размером примерно в сто раз больше полной Луны каждое, и выявляет множество ранее неизвестных скоплений. Группа XXL опубликовала результаты своей работы в виде серии статей, где описаны 100 самых ярких из открытых скоплений галактик [2].

Тщательный анализ оптического излучения от галактик, входящих в открытые скопления, был выполнен с приемниками EFOSC2 на Телескопе Новой Технологии (NTT) и FORS на Очень Большом Телескопе ESO (VLT). Он привел к очень важному результату: удалось измерить точные расстояния до скоплений галактик, что сделало картину обзора трехмерной. Это имеет принципиальное значение в установлении картины распределения темного вещества и темной энергии [3].

Ожидается, что Обозрение XXL принесет множество важных результатов. Но и теперь, когда получена примерно пятая часть от всего планируемого объема данных, уже появились некоторые неожиданные и удивительные находки.

В одной из статей сообщается об открытии пяти новых сверхскоплений — скоплений скоплений галактик. Они дополнят перечень уже известных объектов такого типа, в одном из которых -- в Сверхскоплении Ланиакея -- находится и наша Галактик.

В другой статье цикла сообщается об оптических наблюдениях скопления галактик (с неформальным обозначением XLSSC-116), расположенного на расстоянии более шести миллиардов световых лет от нас [4], в котором имеется необычно яркий диффузный источник света. Этот объект наблюдался с приемником MUSE на VLT.

“Впервые мы имеем возможность наблюдать в деталях рассеянный источник света в удаленном скоплении галактик. Это прекрасно иллюстрирует мощь приемника MUSE”, -- говорит соавтор работы Кристоф Адами (Christoph Adami) из Астрофизической лаборатории в Марселе (Франция).

Полученные в ходе обзора данные также подтверждают: скопления галактик в прошлом представляют собой уменьшенные копии тех, что наблюдаются сейчас. Это важный факт для теоретического понимания эволюции скоплений галактик в масштабе всей истории Вселенной.

Даже простой подсчет числа скоплений галактик в XXL-Обозрении подтвердил странный результат, уже полученный в прошлом: число удаленных скоплений галактик оказывается меньше, чем предсказано на основе тех значений космологических параметров, которые измерены космической миссий ESA’s Planck. Причина этого расхождения непонятна. Ученые надеются получить решение этой космологической загадки, когда будет завершен сбор полного объема данных XXL-Обозрения в 2017 году.

Четыре важных результата, о которых мы рассказали – только предвкушение того, что ожидается получить в результате самого крупномасштабного обзора самых крупномасштабных объектов Вселенной.

Примечания

[1] Обзор XXL объединяет как архивные данные, так и новые наблюдения скоплений галактик в диапазоне длин волн от 10^-4μm (рентгеновский диапазон, наблюдения с XMM) до 492 μm (субмиллиметровый диапазон, наблюдения с Гигантскогo Метрового Радиотелескопа GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope).

[2] Скопления галактик, описанные в серии из тринадцати статей, обнаружены на красных смещениях между z = 0.05 и z = 1.05, что соответствует возрасту Вселенной примерно между 13 и 5.7 миллиардами лет, соответственно.

[3] Исследование скоплений галактик требует знания точного расстояния до них. Приблизительные расстояния — фотометрические красные смещения — могут быть получены из измерения цветов источников света на разных длинах волн, но необходимы более точные спектроскопические измерения красного смещения. Они могли быть получены и из архивных данных, в рамках обзоров VIPERS (VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey), VVDS (VIMOS-VLT Deep Survey) и GAMA survey.

[4] Это скопление галактик было обнаружено на красном смещении z = 0.543.

Узнать больше

Описание обозрения и некоторые его первоначальные научные результаты публикуются в виде серии статей в журнале Astronomy & Astrophysics 15 декабря 2015.

Полный список участников коллектива XXL-Обозрения можно найти здесь.

XXL – международный проект, основанный на программе обзора двух внегалактических полей площадью 25 квадратных градусов до глубины ~5∙10^-15 эрг см^-2 с^-1 в полосе частот [0.5-2] КэВ с целью поиска точечных источников (XMM Very Large Programme). Веб-сайт XXL: http://irfu.cea.fr/xxl. Многоволновая информация и спектроскопические данные по рентгеновским источникам получены в ходе выполнения многочисленных программ (см.их обзор на http://xxlmultiwave.pbworks.com/.)

Ссылки

• XXL Survey
• Тексты научных статей http://www.aanda.org/component/toc/?task=topic&id=542

Перевод пресс-релиза ESO eso1548 http://www.eso.org/public/russia/news/eso1548/