Посмотрите на эту картинку - она того стоит.
Это - не таблица для проверки цветного зрения и не произведение абстрактной живописи - это фотография линзированного изображения галактики, удаленной от нас, ориентировочно,чуть больше, чем на двенадцать миллиардов лет и переживающей активное звездообразование (голубая линия в средней части изображения).
Изображение галактики искажено и увеличено в десятки раз за счет гравитационного линзирования
https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/21298.html скоплением галактик, расположенным на луче зрения перед линзируемой галактикой.
В принципе, интересного тут, казалось бы, немного - что мы, фоновых линзируемых галактик не видели? - если бы не два обстоятельства:
- линзирующий кластер, который искажает и концентрирует своей гравитацией световые лучи от расположенной за ним галактики, находится от нас на расстоянии около десяти миллиардов световых лет (по времени распространения
https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7900.html);
- масса этого кластера составляет около пятисот триллионов масс Солнца.
И вот это - сюрприз. Дело в том, что это - сногсшибательная величина массы.
Нет, не сама по себе. По массе - это не рекордное (хотя и одно из самых крупных из известных) скоплений галактик: самый крупный кластер RX J1347.5-1145 имеет в четыре раза большую массу. Но дело в том, что рекордсмен RX J1347.5-1145 удален от нас по времени распространения всего лишь на 4,7 миллиарда лет, и к моменту его наблюдения Вселенной было уже девять миллиардов лет.
Самый же удаленный кластер сравнимого размера 2XMM J083026+524133 массой 560 триллионов солнечных удален на 7,7 миллиарда лет, то есть, относится к возрасту Вселенной 6 миллиардов лет - а наблюдаемый на этой фотографии кластер существовал, когда Вселенная была почти в два раза моложе.
Соответственно, возникает естественный вопрос - когда и как такое огромное скопление галактик успело так быстро сформироваться.
Теория (конкретно - ΛCDM
https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/209729.html) недовольно морщится и сомневается в таких темпах.
Один из естественно возникших ответов заключается в том, что случайные колебания плотности вещества непосредственно после Большого Взрыва были более сильными, чем считается - и именно эти случайные колебания плотности, увеличившись в размерах в миллиарды раз, дали начало столь массивным юным скоплениям галактик (строго говоря, конечно, первичным было изменение плотности темной материи, потому что именно она своим притяжением формирует галактики, их скопления и сверхскопления). Но вот только этот ответ противоречит всем наблюдениям неоднородностей реликтового фона
https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/8271.html - там видны намного менее выраженные неоднородности, соответствующие гораздо меньшим вариациям плотности.
В общем, если не присматриваться повнимательнее, фотография выглядит неуютно: не должно ее быть.
А вот дальнейшее изучение линзирующего кластера (получившего название IDCS J1426.5+3508 или для краткости IDCS 1426) показало кое-что интересное.
Ну, для начала - предсказуемый результат: масса барионной материи в скоплении составляет около десяти процентов, остальное - темная материя.
Куда интереснее - то, что в центральной части скопления наблюдается достаточно яркая зона интенсивного рентгеновского излучения, но она смещена от центра структуры минимум на сотню тысяч световых лет. А вот это уже вносит некоторую ясность - эксцентричное положение "ядерной части" - плотной области горячего газа - явно намекает на то, что мы, собственно, видим не один кластер, а два сталкивающихся (причем, столкновение началось недавно, около пятисот миллионов лет назад).
Это уже понять легче - столкновения галактических кластеров хорошо известны, и понять формирование двух кластеров "половинной" массы (при наблюдаемом при анализе кластера возрасте Вселенной) по сравнению с одним большим гораздо легче. И в теорию это укладывается. По такому поводу у ΛCDM никаких сомнений (а также тягостных раздумий) уже нет.
И еще одно обстоятельство, снимающее угрозу для теории. Точнее, обстоятельств три.
Первое - кластер имеет низкую металличность
https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/5209.html. Вполне нормальную для своего возраста. Это означает, что звездообразование в нем не было сверхактивным, "не таким, как у всех".
Второе, еще более важное и связанное с первым. Яркое плотное "ренгеновское ядро" кластера излучает менее жесткое ренгтеновское излучение, чем менее яркая диффузная область вокруг него. Получается, в этой центральной области плотность газа выше - а температура ниже, чем у диффузного газа в остальной области скопления.
Такие "холодные ядра" в богатых кластерах
https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/2002.html известны - правда IDCS 1426 является самым дальним кластером с холодным ядром.
Причина образования такого ядра (вернее, того, что газ в центра скопления является более плотным и холодным, чем в его периферийной части) очевидна. Он в центре быстрее остывает, взаимодействуя с магнитными полями галактик, и начинает понемногу вовлекаться в процессы звездообразования, стимулируя рост звездной компоненты галактик центральной части скопления.
Третье - форма пространственного распределения периферийного горячего газа (определяемого по его рентгеновскому излучению). Замечательная форма. Симметричная, ненарушенная, гладкая. Лишнее подтверждение тому, что сливающиеся кластеры формировались в ненарушенном виде в ранней Вселенной.
В общем, если присмотреться поближе - оказывается, что это феномен любопытен, но для теории безопасен.
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
