Гигантская гравилинза исказила вид окраины Вселенной

Телескоп диаметром 2,2 м, расположенный на горе Ла-Силла (Чили), порадовал астрономов снимком гравитационной линзы. Скопления галактик — самые крупные гравитационно связанные объекты во Вселенной. Именно эти объекты, ставшие природными линзами, позволяют астрономам увидеть самые удаленные, рожденные на заре существования Вселенной объекты.

Снимок, сделанный широкоугольной камерой телескопа, запечатлел лишь вершину айсберга — часть крупного скопления галактик под номером 315 в каталоге Эйбла.

Большинство звезд, видимых на небе невооруженным глазом, принадлежат нашей галактике Млечный Путь либо соседним галактикам. Свет более удаленных галактик, доходя до Земли, ослабевает настолько, что разглядеть его невооруженным взглядом невозможно. Однако если бы другие галактики можно было увидеть, они занимали бы на небе огромные участки. Так что полученный снимок, на котором уместились тысячи галактик, захватывает немалый участок неба в созвездии Кита — с угловой размер Луны, то есть в полградуса. Наиболее близкие из оказавшихся на снимке галактик позволяют разглядеть их спиральные рукава, особенно в верхней части снимка. Самые слабые видны на фотографии бледными точками — их свет слишком ослаб, пройдя до Земли около 8 млрд световых лет.

Упомянутое скопление 315 Эйбла — ансамбль из сотен желтоватых галактик в центре снимка и в его нижней части. Само это скопление находится посередине между Землей и видимыми за ним голубоватыми и красноватыми галактиками. Как и большинство подобных скоплений, 315 Эйбла представляет собой куда больше, чем астрономы могут наблюдать во всех диапазонах электромагнитного излучения. На сами галактики в этих объектах приходится лишь 10% массы, такую же лепту в общую массу вносят облака межгалактического водорода. Остальные 80% массы приходятся на темную материю, распределенную между галактиками. Эта субстанция, как и еще более загадочная темная энергия, с каждым годом все больше привлекает умы астрономов.

Увидеть темную материю не получается, но судить о ее наличии и даже о распределении ее в скоплениях галактик оказалось возможно. Во-первых, если бы галактики в скоплениях притягивала только та материя, которая дает о себе знать, они двигались бы совсем по другим законам. Во-вторых, на наличие темной материи указывает эффект гравитационного линзирования, заключающийся в искажении и усилении проходящего мимо скопления света. Более того, наблюдая, как именно эти кластеры искажают формы удаленных галактик, астрономы научились создавать пространственную картину распределения темной материи внутри скоплений. Как правило, эффект гравитационного линзирования очень слаб, и для оценки масс скопления астрономам требуется проанализировать не один «мираж». К примеру, для оценки массы сфотографированного скопления 315 Эйбла ученым пришлось изучить искаженные образы почти 10 тыс. галактик. На основе этого удалось вычислить массу скопления: порядка сотен триллионов солнечных масс.

Распространенный снимок скопления галактики получен совмещением трех фотографий, сделанных в трех фильтрах с экспозициями от получаса до часа.

За это время, как можно увидеть на фотографии, на снимке успели прочертить следы несколько астероидов, оказавшихся в поле зрения телескопа.

Голубые, красные и зеленые треки были оставлены астероидами при съемке скопления в соответствующем фильтре.