Масштабна рентгенівська зйомка Всесвіту

Рентгенівське зображення 365 галактичних скупчень в XXL Survey

Скануючи небо в пошуку рентгенівських джерел, рентгенівська обсерваторія XMM-Newton ЕКА провела XXL Survey – найбільша програма спостережень на сьогодні. Нещодавно випустили другу партію даних з огляду, в тому числі інформацію про 365 галактичних скупчень, в яких простежується великомасштабна структура Всесвіту і її еволюційні етапи в часі з 26000 активних галактичних ядер (AGN).

Вивчаючи дві великі небесні частини з підвищеною чутливістю, ця рентгенівська зйомка стала першою з виявлення достатньої кількості галактичних скупчень і AGN, щоб вчені змогли відобразити розподіл таких об’єктів в далекій Всесвіту в безпрецедентних деталях. Результати підкріпили очікування від прийнятої зараз космологічної моделі.

Рентгенівські промені створюються в одних з найбільш енергійних процесів Всесвіту. Однак вони блокуються земною атмосферою, тому спостерігати за подіями можна тільки з космосу. При огляді телескопи в основному фіксують два джерела: гарячий газ, що пронизує галактичні скупчення, і активні галактичні ядра (AGN) – яскраві компактні області в центрах деяких галактик, що приховують харчуються сверхмассивную чорну діру.

XMM-Newton від ЄКА вважається одним з найпотужніших рентгенівських телескопів. За останні 8 років він витратив 2000 годин роботи на вимір рентгенівського випромінювання в рамках XXL Survey, де переглядали дві області удаваного порожнього неба (по 25 квадратних градусів на кожну). Перший набір даних випустили в 2015 році. Він включав 100 найяскравіших галактичних скупчень і 1000 AGN.

Дослідження показало, що рентгенівські скупчення настільки віддалені, що світло відправився до нас в момент половини віку сучасному Всесвіті, а AGN проживають ще далі! Деякі джерела настільки віддалені, що телескоп отримав від них не більше 50 рентгенівських фотонів, що ускладнює визначення їх істинної природи.

Складовою вид галактичного скупчення XLSSC006, створений об’єднанням спостережень в рентгенівських променях від космічної обсерваторії XMM-Newton з оптичними і ближніми ІК-даними телескопа Канада-Франція-Гаваї. Скупчення, наділене червоним зміщенням 0.43 і масою – 5 х 1014 сонячних, має в своєму розпорядженні двома домінуючими галактиками, що вказує на подію злиття

Матерія у Всесвіті розподілена нерівномірно, але формує космічне ниткоподібну павутину, сформовану гравітацією і галактичних скупченнями. Останні вважаються найбільшими структурами простору, що відстежують піки максимальної щільності. За рахунок цього стають потужним інструментом для відповідей на інтригуючі космологічні питання.

Структура і еволюція простору описуються набором космологічних параметрів, що включають щільність різних компонентів і швидкість розширення Всесвіту. Зараз у нас є досить точні показники, однак для більш детального опису вселенської структури потрібно охопити великі масштаби. Кінцева мета XXL Survey – надати великий і деталізований каталог скупчень, який можна використовувати для обмеження космологічних параметрів.

Супутник ЕКА Планка визначив значення космологічних параметрів, вивчивши реліктове випромінювання – дані з самої ранньому Всесвіті. Після отримання інформації від XXL Survey, дослідники зіставили ці значення. Виявляється, розподіл скупчень і AGN узгоджується із загальноприйнятою космологічної моделлю, прибегающей до постійної Ейнштейна в якості пояснення прискореного розширення Всесвіту.

AGN складно використовувати для оцінки, тому що на їх характеристику впливає багато зовнішніх чинників. Тому дослідники використовували дані AGN від XXL Survey, щоб розібратися в процесі формування і розвитку чорних дір.

Мозаїка демонструє 365 галактичних скупчень XXL Survey в оптичних даних довжин хвиль телескопа Канада-Франція-Гаваї і телескопа Бланко Міжнародної обсерваторії Серро-Тололо. Скупчення упорядковуються на віддаленості від нас, починаючи від найближчих з червоним зміщенням 0.03 (угорі ліворуч) і закінчуючи найбільш далекими при показнику 1.99

Завдяки XXL Survey вчені змогли вперше виміряти ефект тривимірного формування віддалених скупчень і AGN в вкрай великих масштабах. Для подальшого дослідження космічних ниток планують використовувати майбутній супутник Euclid, який зможе спостерігати за світлом, випромінюваних 10 млрд. Років тому.

Огляди від XMM-Newton також підняли нові питання щодо фізики галактичних скупчень, які планують детально вивчити наступною місією ЕКА Athena в 2031 році. Апарат зможе спостерігати за ще більш віддаленими скупченнями, надаючи більше відомостей про вселенську еволюції.

Ссылка на основную публикацию