Obrazový kredit: ESO
Shluky galaxií jsou velmi velké stavební kameny vesmíru. Tyto gigantické struktury obsahují stovky až tisíce galaxií a, méně viditelné, ale stejně zajímavé, další množství „temné hmoty“, jejíž původ stále vzdoruje astronomům, s celkovou hmotností tisíců milionů miliónů hmotností našeho Slunce. Poměrně blízký shluk Coma například obsahuje tisíce galaxií a měří více než 20 milionů světelných let. Dalším dobře známým příkladem je klastr Panna ve vzdálenosti asi 50 milionů světelných let a stále se rozprostírá na obloze více než 10 stupňů!
Shluky galaxií se tvoří v nejhustších oblastech vesmíru. Jako takové dokonale sledují páteř rozsáhlých struktur ve vesmíru, stejně jako majáky sledují pobřeží. Studie shluků galaxií nám proto říkají o struktuře obrovského prostoru, ve kterém žijeme.
Průzkum REFLEX
Na základě této myšlenky byl evropský tým astronomů pod vedením Hansa Bingerera (MPE, Garching, Německo), Luigi Guzzo (INAF, Milano, Itálie), Chris A. Collins (JMU, Liverpool) a Peter Schuecker ( MPE, Garching) zahájila desetileté studium těchto gargantuánských struktur a pokusila se najít nejmasivnější shluky galaxií.
Protože asi jedna pětina opticky neviditelné hmoty shluku je ve formě difuzního velmi horkého plynu s teplotou řádově několika desítek milionů stupňů, vytvářejí shluky galaxií silnou rentgenovou emisi. Proto jsou nejlépe objeveny pomocí rentgenových satelitů.
Pro tuto základní studii tak astronomové začali výběrem kandidátů na objekty pomocí dat z rentgenového nebe Atlas sestaveného německou satelitní průzkumnou misí ROSAT. To byl pouze začátek - poté následovalo mnoho únavné práce: provedení konečné identifikace těchto objektů ve viditelném světle a změření vzdálenosti (tj. Červeného posuvu) kandidátů seskupení.
Stanovení červeného posunu bylo provedeno pozorováním s několika dalekohledy na observatoře ESO La Silla v Chile v letech 1992 až 1999. Světlejší objekty byly pozorovány u dalekohledů ESO 1,5 m a ESO / MPG 2,2 m, zatímco pro vzdálenější a slabší objekty byl použit dalekohled ESO 3,6 m.
Dvanáctiletý program, realizovaný na těchto dalekohledech, je astronomům známý jako průzkum klastrů REFLEX (ROSAT-ESO Flux Limited X-ray). Nyní bylo zakončeno vydáním jedinečného katalogu s charakteristikami 447 nejjasnějších rentgenových shluků galaxií na jižní obloze. Mezi nimi byla během tohoto průzkumu objevena více než polovina shluků.
Omezení obsahu temné hmoty
Shluky galaxií zdaleka nejsou rovnoměrně rozmístěny ve vesmíru. Místo toho mají tendenci se konglomerovat do ještě větších struktur, „super-klastrů“. Od hvězd, které se shromažďují v galaxiích, galaxií, které se shromažďují v klastrech a shluků, které se spojují v super-klastrech, tedy vesmír ukazuje strukturování na všech stupnicích, od nejmenších po největší. Jedná se o relikt velmi rané (formační) epochy vesmíru, tzv. „Inflační“ období. V té době, jen nepatrný zlomek jedné sekundy po Velkém třesku, byly zesíleny malé výkyvy hustoty a během věků porodily mnohem větší struktury.
Díky spojení mezi prvními fluktuacemi a obrovskými strukturami, které jsou nyní pozorovány, umožňuje jedinečný katalog REFLEX - největší svého druhu - astronomům klást značná omezení na obsah vesmíru, a zejména na množství temné hmoty, která je věřil, že to prostupuje. Je zajímavé, že tato omezení jsou zcela nezávislá na všech dosud používaných metodách pro prosazování existence temné hmoty, jako je studium velmi vzdálených supernov (viz např. ESO PR 21/98) nebo analýza pozadí kosmického mikrovlnného záření (např. WMAP satelit). Ve skutečnosti je nová studie REFLEX velmi komplementární s výše uvedenými metodami.
Tým REFLEX dochází k závěru, že průměrná hustota Vesmíru je v rozsahu 0,27 až 0,43násobku „kritické hustoty“, což doposud představuje nejsilnější omezení této hodnoty. Ve spojení s nejnovější studií supernov znamená výsledek REFLEX, že ať už je povaha temné energie jakákoli, napodobuje vesmír s Einsteinovou kosmologickou konstantou.
Obří puzzle
Katalog REFLEX poslouží také mnoha dalším užitečným účelům. Díky tomu budou astronomové schopni lépe porozumět podrobným procesům, které přispívají k ohřevu plynu v těchto shlucích. Bude také možné studovat vliv prostředí klastru na každou jednotlivou galaxii. Katalog je navíc dobrým výchozím bodem k hledání obřích gravitačních čoček, ve kterých shluk funguje jako obří zvětšovací čočka, což umožňuje pozorování nejslabších a nejvzdálenějších objektů, které by jinak unikly detekci současnými dalekohledy.
Ale jak říká Hans Bingeringer: „Snad nejdůležitější výhodou tohoto katalogu je to, že vlastnosti každého jednotlivého klastru lze porovnat s celým vzorkem. To je hlavní cíl průzkumů: sestavení kusů gigantických hlavolamů, aby se vytvořil větší pohled, kde každý kus získá nový, komplexnější význam. “
Původní zdroj: ESO News Release
