Астрономи створили одну з найдетальніших карт Всесвіту, виявивши понад сім тисяч скупчень галактик. Частину з них вдалося знайти завдяки слабким «тіням», які вони залишають у реліктовому випромінюванні після Великого вибуху.
Про це пише Daily Galaxy.
Новий каталог став результатом п’яти років спостережень за допомогою Південного полярного телескопа, встановленого на антарктичній станції Амундсен—Скотт Національного наукового фонду США. Телескоп із надчутливою камерою SPT-3G дослідив близько 1600 квадратних градусів неба, що становить приблизно 4% усієї небесної сфери.
Спочатку вчені визначили 8892 можливі скупчення галактик. Після додаткової оптичної та інфрачервоної перевірки вдалося підтвердити існування 7190 реальних систем.
Близько 20% цих скупчень раніше не були внесені до жодного астрономічного каталогу. Крім того, для 4824 об’єктів уперше вдалося зафіксувати гарячий газ, що відкриває нові можливості для дослідження великомасштабної будови Всесвіту.
До каталогу також увійшли майже 1800 систем, світло від яких подорожувало до Землі понад 7,8 мільярда років.
«Наш аналіз спирається на феноменально глибокі дані про реліктове випромінювання від SPT-3G, щоб відкрити нове вікно у стародавній Всесвіт. Цей каталог стане основою для багатьох досліджень на довгі роки», — зазначила провідна авторка роботи, фізикиня Аргоннської національної лабораторії та старша наукова співробітниця Інституту космологічної фізики Кавлі при Чиказькому університеті Ліндсі Блім.
На відміну від традиційних методів, астрономи не шукали галактики безпосередньо. Вони аналізували космічне мікрохвильове фонове випромінювання — реліктове світло, яке залишилося після Великого вибуху.
Коли це випромінювання проходить крізь масивні скупчення галактик, високоенергетичні електрони трохи змінюють його сигнал через ефект Сюняєва—Зельдовича. Для дослідників такі зміни виглядають як слабкі «тіні», що дозволяють знаходити дуже далекі або надто тьмяні об’єкти, які неможливо побачити звичайними телескопами.
Модернізована камера телескопа містить близько 16 тисяч високоточних детекторів, здатних вимірювати найменші зміни цього сигналу. Завдяки цьому вдалося зафіксувати структури, які раніше залишалися невідомими.
Отримані результати вже опублікували на платформі arXiv, щоб ними могли користуватися науковці з усього світу.
«Створення такого каталогу вимагає ретельної перевірки за лаштунками. Значна частина нашої роботи полягала в тому, щоб переконатися в надійності виявлених об’єктів, аби цю вибірку можна було впевнено використовувати в майбутніх космологічних дослідженнях», — пояснила аспірантка Чиказького університету та співробітниця Аргоннської національної лабораторії Кайла Корноельє.
Науковці нагадують, що скупчення галактик є найбільшими гравітаційно пов’язаними структурами у Всесвіті. Вони складаються із сотень або навіть тисяч галактик, занурених у величезні хмари гарячого газу та темної матерії.
Оскільки кількість таких об’єктів змінювалася протягом історії Всесвіту, вони допомагають перевіряти сучасні космологічні моделі, досліджувати розширення Всесвіту та роль темної енергії. Під час роботи вчені також зафіксували посилення викидів космічного пилу в ранніх епохах, що дає нові підказки щодо процесів утворення зір.
У майбутньому каталог доповнять нові спостереження з обсерваторії Віри Рубін у Чилі в межах проєкту «Огляд простору і часу», а також місії Euclid Європейського космічного агентства. Це допоможе підтвердити існування ще більш віддалених галактичних систем.
«За допомогою вибірки кластерів SPT-3G ми зможемо дослідити еволюцію формування космічних структур за останні десять мільярдів років», — підсумував старший науковий співробітник обсерваторії Мюнхенського університету Людвіга—Максиміліана та учасник колаборації Південного полярного телескопа Себастьян Боке.