Астрономы обнаружили сверхскопление галактик в ранней Вселенной


Происхождение скоплений галактик

Образование скопления галактик согласно первому сценарию выглядит так. Огромное разреженное газовое облако массой порядка 1013 ¸ 1014М

* сжимается под действием гравитационных сил. По мере сжатия оно разбивается на фрагменты, из которых впоследствии формируются галактики. С этой точки зрения скопления галактик должны быть гравитационно устойчивыми системами, в которых кинетическая энергия галактик
меньше
, чем их гравитационная энергия связи между собой. Согласно теореме вириала (параграф 1.3) кинетическая энергия гравитационно связанной системы в два раза меньше её потенциальной энергии. Во второй четверти двадцатого века астрономы применили теорему вириала к скоплениям галактик и получили интересный результат. Значительная часть скоплений оказалась гравитационно неустойчивыми системами. Скорости галактик, входящих в скопления, столь велики, что скопления должны в будущем распасться на отдельные галактики. Исходя из этого можно было сделать только два диаметрально противоположных вывода.

Вывод

1. Скопления галактик являются гравитационно неустойчивыми системами и, следовательно, первый сценарий образования галактик неверен. Именно такой вывод сделал В. Амбарцумян [12].

Вывод

2. Первый сценарий образования галактик верен и, следовательно, скопления галактик содержат скрытую массу, которая обеспечивает их устойчивость. Такой вывод является общепринятым в настоящее время.

Здесь необходимо сделать пояснение. Существование гравитационно связанных скоплений и групп галактик не противоречит второму сценарию образования галактик, согласно которому скопления галактик образовались в результате взрывов сверхплотных массивных объектов. С этой точки зрения скопления могут быть как гравитационно устойчивыми системами, так и гравитационно неустойчивыми. Но существование хотя бы одного неустойчивого скопления галактик явно противоречит общепринятому сценарию. И именно поэтому современные астрономы-теоретики твёрдо стоят на том, что скопления галактик содержат скрытую массу. Они просто постулируют, что все скопления являются гравитационно устойчивыми системами и уже исходя из этого рассчитывают величину скрытой массы в них.

Нет никакого сомнения в том, что скопления галактик содержат скрытую массу. Это могут быть, например, потухшие звёзды, межгалактический газ, шаровые скопления, состоящие из очень слабых звёзд. Наконец, это могут быть карликовые галактики очень низкой светимости. Однако навряд ли скрытая масса способна обеспечить гравитационную устойчивость всех скоплений.

Вопрос о существовании неустойчивых скоплений – это очень важный вопрос, потому что такие скопления наносят серьёзный удар по общепринятому (первому) сценарию образования галактик. И очень важно в этом вопросе услышать мнение астронома-наблюдателя, который, с одной стороны, является специалистом в своей области, а, с другой стороны, – не является приверженцем какой-либо теории образования галактик. На роль такого специалиста, на мой взгляд, вполне подходит английский астроном Саймон Миттон. Приведём несколько цитат из его монографии «Исследование галактик» [102,с.*]:

Цитата***** (Найти!)

С. Миттон – это астроном-наблюдатель. Он не выражает симпатий какой-либо из существующих теорий образования галактик и поэтому не делает никаких выводов из астрономических наблюдений. Но вывод сделать необходимо. Существование гравитационно неустойчивых, распадающихся скоплений галактик явно противоречит первому (общепринятому) сценарию образования галактик. И это противоречие становится ещё более сильным, если мы от скоплений перейдём к сверхскоплениям.

Рассмотрим в качестве примера Местное сверхскопление галактик. Это гигантская система, состоящая из множества скоплений и групп галактик. Её диаметр около 100 млн. св. лет и толщина около 60 млн. св. лет [146]. В её центре находится гигантское скопление галактик, расположенное в созвездии Девы и удалённое от нас на 50 млн. св. лет. То есть наша Местная группа галактик находится на самой окраине сверхскопления.

Как образовалось это сверхскопление галактик?

Может быть, в результате гравитационного сжатия разреженных масс газа? Нет, наше сверхскопление является гравитационно неустойчивой системой, и поэтому не могло образоваться таким способом. Но, может быть, оно содержит гигантскую скрытую массу? Почему астрономы-теоретики не выдвигают гипотезу о скрытой массе сверхскопления, способной обеспечить его гравитационную устойчивость, как они это делают в случае скоплений галактик? Потому что в данном случае это совершенно бесполезно. Наше сверхскопление не просто гравитационно неустойчивая система. Сверхскопление расширяется

. Входящие в него группы и скопления галактик
удаляются
друг от друга.

Расширение Местного сверхскопления явилось настолько ошеломляющим фактом для астрономов, что было окончательно осознано ими только к концу двадцатого века! Учитывая огромную важность этого явления для понимания эволюции Вселенной, мы рассмотрим его в главе 7, в одной связке с другими, не менее интересными астрономическими открытиями.

ГЛАВА 7

ТРИ ТАЙНЫ ХХ ВЕКА

7.1. Первая тайна:

Предыдущая28Следующая


Сверхскопления галактик

» Галактики » Сверхскопления галактик

Скопление трех галактик Triplet ARP 274

Скопление трех галактик Triplet ARP 274

На первый взгляд, может показаться, что галактики беспорядочно рассеяны во Вселенной. Но в действительности их распределение в космическом пространстве имеет определенные закономерности. Галактики, причем разнообразные по форме и размеру, группируются в скопления, которые, в свою очередь, являются частями еще больших объединений, названных сверхскоплениями. Для примера: Млечный Путь вместе с галактикой Андромеды и еще 34 меньшими галактиками входит в состав так называемой Местной группы галактик — скопления, имеющего в поперечнике примерно 5 млн световых лет.

Местная группа находится по соседству со скоплением галактик в созвездии Девы, которое составляет вместе с Местной группой и несколькими другими систему, называемую Местным сверхскоплением. Это гигантское образование имеет уплощенную форму, его наибольший размер достигает 80 млн световых лет.

На расстоянии 300 млн световых лет в созвездии Волосы Вероники находится наиболее крупное из скоплений галактик. В нем насчитывается более 1000 отдельных галактик, большинство которых сконцентрировано в центральной части. Масса этого скопления равна примерно 100 000 млрд масс Солнца. Вместе с соседним скоплением Абелла 1367 (Abell 1367) оно образует самое большое сверхскопление, названное Вероника-А1367. Эти две структуры — Местное сверхскопление и Верони-ка-А1367 — связаны друг с другом тонким кружевом других галактик, которых довольно много.

Сверхскопления могут образовывать длинные цепочки, или филаменты, в которые входит от 5 до 20 сверхскоплений разного размера. Самая богатая из близких к нам цепочек — так называемая концентрация Шепли. Она находится от нас на расстоянии около 500 млн световых лет и имеет протяженность до 300 млн световых лег.

Рост галактических систем не продолжается беспредельно до сколь угодно больших масштабов: он ограничен десятками сверхскоплений. При этом скопления и сверхскопления распределены в пространстве в среднем равномерно. Если мысленно выделить в разных областях Вселенной куб с ребром 1 млрд световых лет (или более) и подсчитать в каждом из них число галактик, то оно окажется практически одинаковым для всех таких областей. Тот же результат получится и при подсчете скоплений и сверхскоплений. Современным наблюдениям доступен объем пространства радиусом около 13,5 млрд световых лет.

Список сверхскоплений галактик[править | править код]

Ближайшие сверхскопления[править | править код]

Сверхскопление галактикРасстояние/Размер (млн св. лет)[2]Примечание
ЛаниакеяРазмер = 500Ланиакея — сверхскопление галактик, в котором, в частности, содержатся Сверхскопление Девы (составной частью которого является Местная группа, содержащая галактику Млечный Путь с Солнечной системой) и Великий аттрактор. В свою очередь, Ланиакея входит в комплекс сверхскоплений Рыб-Кита.
Местное сверхскопление (Сверхскопление Девы)Размер = 110Сверхскопление содержит Местную группу галактик, включая нашу галактику Млечный Путь. В сверхскопление также входит Скопление Девы — ближайшее к Местной группе скопление галактик.
Входит в состав анонсированного в 2014 году сверхскопления Ланиакея[3].
Сверхскопление Гидры-ЦентавраРасстояние = 150—200
Размер = 150
Сверхскопление состоит из двух частей, иногда упоминаемых в качестве отдельных сверхскоплений:
  • Сверхскопление Гидры
  • Сверхскопление Центавра

Это сверхскопление является ближайшим сверхскоплением к Сверхскоплению Девы.

Сверхскопление Рыб-ПерсеяРасстояние = 222
Размер = 100
Сверхскопление занимает область на небе размером 15 градусов и содержит более тысячи галактик.
Сверхскопление Павлина-ИндейцаРасстояние = 235
Размер = 100
Сверхскопление имеет относительно низкую плотность галактик и не содержит богатые скопления галактик.
Сверхскопление Волос ВероникиРасстояние = 290
Размер = 100
Сверхскопление содержит более 3000 галактик и формирует значительную часть структуры CfA Homunculus, которая в свою очередь является центром Великой стены CfA2.
Сверхскопление ФениксаРасстояние = 372
Размер = 150
Сверхскопление ГеркулесаРасстояние = 413
Размер = 100
SCl 160
Сверхскопление ЛьваРасстояние = 440
Размер = 150
SCl 93
Сверхскопление Змееносца cz=8500-9000 км/с (центр) 59 x 85
Сверхскопление ШеплиРасстояние = 654
Размер = 200
Второе обнаруженное сверхскопление после Сверхскопления Девы.
Сверхскопление СкульптораРасстояние = 668
Размер = 100
Сверхскопление формирует часть Стены Скульптора[4]

Далёкие сверхскопления[править | править код]

Сверхскопление галактикРасстояние/Размер (млн св. лет)Примечание
Сверхскопление Рыб-КитаРасстояние = 813
Размер = 350
Сверхскопление ВолопасаРасстояние = 826
Размер = 150
SCl 138
Сверхскопление ЧасовРасстояние = 905
Размер = 550
Сверхскопление также часто называют сверхскоплением Часов-Сетки.
Сверхскопление Северной КороныРасстояние = 970
Размер = 250
Сверхскопление Голубя
Сверхскопление Водолея
Сверхскопление Водолея B
Сверхскопление Водолея-Козерога
Сверхскопление Водолея-Кита
Сверхскопление Волопаса А
Сверхскопление РезецSCl 59
Сверхскопление Дракона
Сверхскопление Дракона-Большой Медведицы
Сверхскопление Печь-Эридан
Сверхскопление Журавля
Сверхскопление Льва А
Сверхскопление Льва-Секстанта
Сверхскопление Льва-ДевыSCl 107
Сверхскопление МикроскопаSCl 174
Сверхскопление Пегаса-РыбSCl 3
Сверхскопление РыбSCl 24
Сверхскопление Рыб-Овна
Сверхскопление Большой Медведицы
Сверхскопление Девы-Волос ВероникиSCl 111

Очень далёкие сверхскопления[править | править код]

СверхскоплениеРасстояние/размерПримечание
Прото-сверхскопление Гипериона=2.45Сверхскопление было обнаружено в 2020 году и на тот момент являлось самым далёким известным сверхскоплением[5][6]
Сверхскопление Рыси[en]=1,27Сверхскопление было обнаружено в 1999 году[7] и включает два скопления: RXJ 0848.9+4452 (z=1,26) и RXJ 0848.6+4453 (z=1,27). На момент открытия это сверхскопление стало самым далёким известным сверхскоплением[8]. Также семь меньших групп галактик связаны со сверхскоплением[9].
SCL @ 1338+27 =1,1

Размер = 228

В 2001 году было обнаружено множество скоплений галактик на расстоянии z=1,1 около необычной концентрации из 23-х квазаров. Размер группы скоплений указывает на то, что возможно существует галактическая нить вместо одиночного сверхскопления. На момент открытия это было наибольшее и наиболее далекое сверхскопление за z=0,5[10].
SCL @ 1604+43 при z=0,9=0,91На момент своего открытия в 2000 году это сверхскопление было самым большим сверхскоплением, найденным в далеком космосе. Сверхскопление состоит из двух ранее известных скоплений и одного скопления в результате исследования которого и было открыто сверхскопление. Известными кластерами являются Cl 1604+4304 (z=0,897) и Cl 1604+4321 (z=0,924), которые имеют соответственно по 21 и 42 галактики[11].
SCL @ 0018+16 при z=0,54 в SA26=0,54Это сверхскопление находится около радиогалактики 54W084C (z=0,544) и состоит как минимум из трех больших скоплений: CL 0016+16 (z=0,5455), RX J0018.3+1618 (z=0,5506) и RX J0018.8+1602[12].
MS 0302+17 =0,42

Размер = 20

Сверхскопление содержит по меньшей мере три скопления: восточное скопление CL 0303+1706, южное скопление MS 0302+1659 и северное скопление MS 0302+1717[13].
SPT-CL_J0546-5345 =1,07Наиболее массивное сверхскопление из когда-либо обнаруженных во Вселенной. Находится на расстоянии 7 млрд св. лет от Земли и имеет массу около 1015 солнечных масс.[14].
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: