После многих лет исследований рентгеновские данные Чандры о скоплении Abell 98, наконец, похоже, свидетельствуют о наличии WHIM, теплой межгалактической среды, между галактиками и скоплениями галактик.
В течение многих лет астрономы использовали рентгеновскую космическую обсерваторию НАСА «Чандра» для поиска доказательств «недостающей» массы между галактиками. Эта материя, названная Warm-Hot Intergalactic Medium, WHIM, будет представлять собой материю в виде гигантских нитей перегретого газа в межгалактической среде. К сожалению, лишь немногие исследования увенчались успехом. Недавнее исследование Чандры столкнувшихся галактик в Abell 98 наконец-то дало новые подсказки для существования WHIM.
На новом восстановленном учеными изображении, представленном в начале статьи, показан Abell 98 — система скоплений галактик. Оно включает в себя пару объектов на ранних стадиях процесса столкновения. Рентгеновские данные с Чандры, представленные в синем и фиолетовом цветах, были объединены с данными телескопа WIYN на горе Китт Пик в Аризоне, которые выглядят белыми и красными. Таким образом, исследователи надеются выявить ключевые структуры и найти «недостающую» материю во Вселенной.
Что такое горячая межгалактическая среда?
Этот недостающий материал не является темной материей. Темная материя невидима, неизвестна в природе и, как считается, составляет большую часть материи во Вселенной. Вместо этого WHIM будет обычной материей, той самой, которая содержится в привычных объектах, таких как звезды и планеты. Около трети этой материи, созданной в первый миллиард лет после Большого взрыва, еще не обнаружено в ходе наблюдений за локальной Вселенной (т.е. в регионах, удаленных от Земли менее чем на несколько миллиардов световых лет).
Исследователи предположили, что по крайней мере часть этой массы может быть скрыта в гигантских нитях теплого или горячего газа (температура от 10 000 до 10 миллионов Кельвинов) в пространстве между галактиками и скоплениями галактик. Они назвали его WHIM.
Прямые доказательства в новых данных
Группа астрономов изучила данные «Чандры» по Abell 98, системе скопления галактик, расположенной на расстоянии около 1,4 миллиарда световых лет от Земли. Данные показывают наличие моста рентгеновского излучения между двумя сталкивающимися скоплениями, содержащими:
- Газ при температуре около 20 миллионов Кельвинов, вероятно, относится к двум скоплениям, перекрывающим друг друга.
- Относительно более холодный газ, с температурой около 10 миллионов Кельвинов.
Результаты наблюдений согласуются с теоретическими предсказаниями характеристик WHIM. В следующем видео — краткий обзор исследования.
Рентгеновские данные с Чандры также показывают наличие ударной волны. Положение, определенное по внезапному уменьшению рентгеновской яркости и температуры газа, измерялось с северной стороны на южную.
Ударная волна направляется и располагается перед одним из скоплений галактик, когда оно начинает сталкиваться с другим скоплением. Это первый случай, когда астрономы обнаружили такую ударную волну на ранних стадиях столкновения скопления галактик, до того, как центры скоплений встретятся и наложатся друг на друга. Эта ударная волна может быть напрямую связана с открытием WHIM в Abell 98, поскольку она нагрела газ между скоплениями галактик при их столкновении. Ниже приведено изображение, подчеркивающее это.
Статья, в которой обсуждаются эти результаты, опубликованная в журнале The Astrophysical Journal Letters, доступна .
Дальнейшие доказательства существования нити WHIM между этими двумя скоплениями были обнаружены рентгеновским телескопом Suzaku Японского агентства аэрокосмических исследований в новом исследовании. Параллельное исследование также предоставляет доказательства наличия WHIM на противоположной стороне скопления, которое приводит к столкновению, выделенные на изображении выше. Эти два обнаружения WHIM указывают на то, что скопления расположены вдоль колоссальной структуры длиной 13 миллионов световых лет.
Статья об этом другом исследовании была принята к публикации в журнале The Astrophysical Journal и доступна в виде препринт-версии.