Не прошло еще и века с тех пор, как астрономы надежно доказали, что причудливые спиральные туманности, которые можно увидеть на небе в телескоп, на деле представляют огромные звездные системы, галактики, подчас не уступающие размером нашей собственной. А уже в 30−х годах прошлого века ученые установили, что галактики разбросаны во Вселенной не случайно, а концентрируются в скопления.
Скопления галактик — это самые крупные гравитационно связанные образования во Вселенной, обособление которых друг от друга заканчивается в наши дни. Пройдет еще несколько миллиардов лет, и этот процесс завершится, и весь наш мир будет представлять собой набор достаточно плотных скоплений, все быстрее удаляющихся друг от друга, а в пространстве между ними почти ничего не будет.
Скопления галактик бывают разными. Наша Галактика, Млечный Путь, принадлежит к относительно небогатому скоплению, которое носит название Местная группа. Здесь всего несколько десятков галактик, среди которых выделяются две гигантские системы — туманность Андромеды и, собственно, сам Млечный Путь (кто из них главнее, астрономы спорят по сей день). Но есть и скопления-гиганты, самым близким из которых является скопление галактик в созвездии Девы, расположенное примерно в 54 млн световых лет от Земли. В нем около полутора тысяч членов, сконцентрированных вокруг горстки гигантских эллиптических галактик.
Межгалактические крохи
Уже первооткрыватели галактических скоплений вроде американского астронома швейцарского происхождения Фрица Цвикки предположили, что пространство между галактиками, составляющими скопление, не должно быть пустым. Еще в середине XX века Цвикки предсказал, что от трущихся в тесноте скопления галактик должны отваливаться крохи звезд, межзвездного газа и прочих составляющих типичной звездной системы. Отвалившись, они могут оказаться гравитационно не связанными ни с одной галактикой и миллиарды лет шнырять по межгалактическому пространству в одиночестве.
Правда, доказать наличие этих крошек оказалось не так просто. Заметить отдельную звезду на расстоянии в миллионы световых лет нелегко, так что даже межгалактические звезды нашей собственной Местной группы пока имеют статус лишь кандидатов в таковые. И тем не менее к концу XX — началу XXI века ученым удалось доказать наличие сначала горячего газа, а потом и отдельных звезд и планетарных туманностей, которые дрейфуют в межгалактическом пространстве скопления сами по себе, без привязки к какой-то конкретной звездной системе. Как они образуются — вопрос до сих пор спорный, хотя большинство астрономов все-таки полагают, что они были оторваны от галактик приливным действием соседок, а не родились в межгалактическом пространстве.
Тем не менее в межгалактическом пространстве до сих пор найти не удавалось представителей одного семейства типично галактических объектов. Это шаровые скопления — гигантские рои из десятков тысяч, а иногда и миллионов звезд, которые по какой-то причине появились в одном и том же месте миллиарды лет назад и с тех пор так вместе и существуют. Изучение шаровых скоплений — очень важная часть современной астрономии, поскольку в их древнейшем звездном населении зашифрована очень важная информация о прошлом галактик.
Рой покинул улей
Теперь этот пробел наконец заполнен. В закоулках гигантского скопления галактик Девы находятся, по оценкам, около 10 тыс. шаровых звездных скоплений, из которых астрономам удалось найти около полутора тысяч. Соответствующая статья группы астрономов из Южной Кореи и Франции под руководством Ли Мюнгюна из корейского Национального университета в Сеуле принята к публикации в одном из ближайших номеров Science; в архиве электронных препринтов американского Корнеллского университета работа доступна совершенно бесплатно.
Ученые воспользовались данными Слоуновского цифрового обзора неба SDSS (англ. Sloan Digital Sky Survey). Именно уникальные качества этого обзора, его небывалая широта (с помощью специального телескопа SDSS покрыл уже четверть неба) и значительная глубина (телескоп SDSS обладает зеркалом диаметром более 2 м) идеально подошли для поисков редких объектов в широчайшем участке неба — диаметр скопления Девы составляет около 10 градусов, и по площади оно в сотни раз превосходит диск полной Луны.
Впрочем, даже с приличным по размерам телескопом SDSS разглядеть шаровые скопления иначе как светящиеся точки, не получилось: на расстоянии 54 млн световых лет каждое из них оказывается гораздо меньше углового разрешения телескопа. Чтобы отделить от шаровых скоплений видимые на их фоне звезды нашей Галактики, ученые сравнили яркость и цвета объектов на специальной диаграмме (см. врез), в которой шаровые скопления должны занимать довольно компактный уголок, в который попадает совсем немного звезд.
Сгущение без причины
Увидеть Ли и его коллегам удалось лишь небольшую долю шаровых скоплений в созвездии Девы (по подсчетам авторов, примерно 13%), которые светятся достаточно сильно, чтобы проявиться на изображениях SDSS. Однако сомнений в их природе у ученых нет: шаровые скопления явно концентрируются к центру скопления галактик в Деве — в отличие от звезд Млечного Пути, никак с этим скоплением не связанных. Вклад источников фона (не разрешенных телескопом далеких галактик, находящихся далеко за скоплением Девы), которые тоже могли бы концентрироваться к центру из-за эффектов гравитационного линзирования, по подсчетам ученых, невелик.
Более того, Ли и его соавторам даже удалось найти несколько центров притяжения шаровых скоплений. Во-первых, это самая главная галактика скопления М 87 (читается «Месье 87», по имени французского астронома XVIII века, составившего первый каталог туманных объектов). Во-вторых, несколько других крупных объектов (М60, М49 и NGC4636), которые доминируют на своих окраинах скопления Девы. Ученых такая концентрация не удивляет: туда же тяготеет и горячий газ, видимый в рентгеновском диапазоне, так что гравитация этих объектов действительно сильная. Скорее всего, шаровые скопления, оторванные от карликовых галактик в процессе их разрушения, рано или поздно войдут в состав гигантских звездных систем, полагают астрономы.
Правда, показалась и пара центров притяжения, в которых, кажется, нет никаких крупных галактик, да и облаков газа в них не видно. Происхождение этих сгущений пока остается загадкой. Впрочем, и в их существовании еще надо убедиться: в отличие от в чем-то похожей работы российского астронома Игоря Чилингаряна и его коллег, которым удалось с помощью Виртуальной обсерватории открыть куда более редкие объекты, Ли и его команда не подвергали найденных кандидатов дополнительной проверке.
