Credit imagine: ESO
Grupurile de galaxii sunt blocuri de construcții foarte mari ale Universului. Aceste structuri gigantice conțin sute până la mii de galaxii și, mai puțin vizibile, dar la fel de interesante, o cantitate suplimentară de „materie întunecată” a cărei origine încă îi sfidează pe astronomi, cu o masă totală de mii de milioane de milioane de ori mai mare decât Soarele nostru. Clusterul Coma relativ apropiat, de exemplu, conține mii de galaxii și măsoară peste 20 de milioane de ani-lumină. Un alt exemplu binecunoscut este clusterul Virgo la o distanță de aproximativ 50 de milioane de ani-lumină și care se întinde încă pe un unghi de peste 10 grade pe cer!
Ciorchine de galaxii se formează în cele mai dense regiuni ale Universului. Ca atare, ele urmăresc perfect coloana vertebrală a structurilor pe scară largă din Univers, în același mod în care farurile urmăresc o coastă. Studiile asupra grupurilor de galaxii ne spun, așadar, despre structura enormului spațiu în care trăim.
Sondajul REFLEX
În urma acestei idei, o echipă europeană de astronomi, sub conducerea lui Hans B? Hringer (MPE, Garching, Germania), Luigi Guzzo (INAF, Milano, Italia), Chris A. Collins (JMU, Liverpool) și Peter Schuecker ( MPE, Garching) s-a angajat într-un studiu de peste un deceniu al acestor structuri gargantuan, încercând să localizeze cea mai masivă dintre grupări de galaxii.
Întrucât aproximativ o cincime din masa optic invizibilă a unui cluster este sub forma unui gaz difuz foarte fierbinte, cu o temperatură de ordinul a câteva zeci de milioane de grade, grupele de galaxii produc o emisie puternică de raze X. Prin urmare, sunt descoperite cel mai bine prin intermediul sateliților cu raze X.
Pentru acest studiu fundamental, astronomii au început astfel prin selectarea obiectelor candidate, folosind date din raza X Sky Atlas, compilate de misiunea de sondaj germană prin satelit ROSAT. Acesta a fost doar începutul - apoi a urmat multă muncă obositoare: realizarea identificării finale a acestor obiecte în lumină vizibilă și măsurarea distanței (adică, redshift) a candidaților la grup.
Determinarea redshift-ului s-a făcut prin observații cu mai multe telescoape la Observatorul ESO La Silla din Chile, din 1992 până în 1999. Obiectele mai strălucitoare au fost observate cu telescopele ESO 1,5-m și ESO / MPG 2.2-m, în timp ce pentru obiectele mai îndepărtate și mai slabe, a fost utilizat telescopul ESO 3,6 m.
Realizat la aceste telescoape, programul de 12 ani este cunoscut astronomilor sub numele de Reflex (ROSAT-ESO Flux Limited X-ray) Survey Cluster Survey. Acum a fost încheiat cu publicarea unui catalog unic, cu caracteristicile celor mai strălucite 447 de grupuri de raze X de galaxii din cerul sudic. Printre acestea, mai mult de jumătate din grupuri au fost descoperite în timpul acestui sondaj.
Constrângerea conținutului de materie întunecată
Clusterele Galaxy sunt departe de a fi distribuite uniform în Univers. În schimb, ei tind să se aglomereze în structuri și mai mari, „super-clustere”. Astfel, de la stele care se adună în galaxii, galaxii care se reunesc în ciorchine și clustere care se leagă în super-clustere, Universul arată structurarea pe toate scările, de la cele mai mici la cele mai mari. Aceasta este o relictă a epocii (formării) timpurii a Universului, așa-numita perioadă „inflaționistă”. În acel moment, doar o fracțiune minusculă de o secundă după Big Bang, fluctuațiile de densitate minusculă au fost amplificate și de-a lungul eonilor, acestea au dat naștere unor structuri mult mai mari.
Datorită legăturii dintre primele fluctuații și structurile uriașe observate acum, catalogul unic REFLEX - cel mai mare de acest fel - permite astronomilor să pună constrângeri considerabile asupra conținutului Universului și în special asupra cantității de materie întunecată care este credea să-l piardă. Mai degrabă interesant, aceste constrângeri sunt total independente de toate celelalte metode utilizate până acum pentru a afirma existența materiei întunecate, cum ar fi studiul supernovelor foarte îndepărtate (vezi ex. ESO PR 21/98) sau analiza fundalului microundelor cosmice (de ex. satelitul WMAP). De fapt, noul studiu REFLEX este foarte complementar cu metodele menționate mai sus.
Echipa REFLEX concluzionează că densitatea medie a Universului este cuprinsă între 0,27 și 0,43 ori mai mare decât „densitatea critică”, oferind până acum cea mai puternică constrângere asupra acestei valori. Când este combinat cu cel mai recent studiu al supernovelor, rezultatul REFLEX presupune că, indiferent de natura energiei întunecate, imită îndeaproape un Univers cu constanta cosmologică a lui Einstein.
Un puzzle uriaș
Catalogul REFLEX va servi, de asemenea, multor altor scopuri utile. Odată cu aceasta, astronomii vor putea înțelege mai bine procesele detaliate care contribuie la încălzirea gazului din aceste grupuri. De asemenea, va fi posibil să se studieze efectul mediului clusterului asupra fiecărei galaxii individuale. Mai mult decât atât, catalogul este un bun punct de plecare pentru a căuta lentile gravitaționale uriașe, în care un cluster acționează ca o lentilă uriașă, lăsând efectiv observațiile celor mai slabe și mai îndepărtate obiecte, care altfel ar scăpa de detectarea cu telescoape actuale.
Dar, după cum spune Hans B? Hringer: „Poate cel mai important avantaj al acestui catalog este că proprietățile fiecărui cluster pot fi comparate cu întregul eșantion. Acesta este obiectivul principal al sondajelor: asamblarea pieselor unui puzzle gigantic pentru a construi vederea mai mare, unde fiecare piesă capătă apoi un sens nou, mai cuprinzător. "
Sursa originală: Comunicat de știri ESO
