Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
MACS J0152.5-2852 - массивное скопление галактик. Почти каждое изображение, представленное на изображении, представляет собой галактику, каждая из которых содержит миллиарды звезд. [1]

Группы и скопления галактик являются крупнейшими из известных гравитационно связанных объектов, которые возникли до сих пор в процессе формирования космической структуры. [2] Они образуют самую плотную часть крупномасштабной структуры Вселенной . В моделях гравитационного образования структур с холодной темной материей самые маленькие структуры коллапсируют первыми и в конечном итоге образуют самые большие структуры, скопления галактик. Кластеры сформировались относительно недавно, 10 миллиардов лет назад и по настоящее время. Группы и скопления могут содержать от десяти до тысяч отдельных галактик. Сами скопления часто связаны с более крупными группами, не связанными гравитацией, которые называются сверхскоплениями .

Группы галактик [ править ]

Основная статья: Группа Галактики
Карта положений тысяч галактик в обзоре VIPERS [3]

Группы галактик - это самые маленькие скопления галактик. Обычно они содержат не более 50 галактик диаметром от 1 до 2 мегапарсеков (Мпк) (см. 10 22 м для сравнения расстояний). Их масса составляет примерно 10 13 масс Солнца . Разброс скоростей отдельных галактик составляет около 150 км / с. Однако это определение следует использовать только в качестве руководства, поскольку более крупные и массивные системы галактик иногда классифицируются как группы галактик. [4] Группы - это наиболее распространенные структуры галактик во Вселенной, включающие не менее 50% галактик в локальной вселенной. Группы имеют диапазон масс между массами очень больших эллиптических галактик.и скопления галактик. [5]

Наша собственная Галактика, Млечный Путь , входит в Местную группу из более чем 54 галактик. [6]

В июле 2017 г. С. Пол, Р. С. Джон и др. определили четкие отличительные параметры для классификации скоплений галактик как «группы галактик» и «скопления» на основе законов масштабирования, которым они следовали. [7] Согласно этой статье, скопления галактик с массой менее 8 × 10 13 масс Солнца классифицируются как группы галактик.

Скопления галактик [ править ]

Основная статья: скопление галактик
Обильное рассеяние галактик было запечатлено телескопом MPG / ESO .

Кластеры больше, чем группы, хотя между ними нет четкой границы. При визуальном наблюдении скопления кажутся скоплениями галактик, удерживаемых вместе за счет взаимного гравитационного притяжения. Однако их скорости слишком велики, чтобы они могли оставаться гравитационно связанными их взаимным притяжением, что подразумевает наличие либо дополнительной невидимой составляющей массы, либо дополнительной силы притяжения помимо гравитации. Рентгеновские исследования показали наличие большого количества межгалактического газа, известного как внутрикластерная среда . Этот газ очень горячий, от 10 7 К до 10 8 К, и, следовательно, излучает рентгеновское излучение в форме тормозного излучения и эмиссии атомных линий .

Galaxy кластер ACO 3341 видел VLT «s VIMOS

Полная масса газа примерно в два раза больше массы галактик. Однако этой массы все еще недостаточно, чтобы удерживать галактики в скоплении. Поскольку этот газ находится в приблизительном гидростатическом равновесии с общим гравитационным полем кластера, можно определить общее массовое распределение. Оказывается, общая масса, полученная в результате этого измерения, примерно в шесть раз больше, чем масса галактик или горячего газа. Недостающий компонент известен как темная материя, и его природа неизвестна. В типичном скоплении, возможно, только 5% общей массы находится в форме галактик, возможно, 10% в форме горячего газа, излучающего рентгеновские лучи, а остальная часть - темная материя. Браунштейн и Моффат [8]использовать теорию модифицированной гравитации для объяснения масс рентгеновских скоплений без темной материи. Наблюдения за скоплением пули являются самым убедительным доказательством существования темной материи; [9] [10] [11] однако Браунштейн и Моффат [12] показали, что их модифицированная теория гравитации может также учитывать свойства скопления.

Методы наблюдения [ править ]

Кластер галактик LCDCS-0829 действует как гигантское увеличительное стекло. Этот странный эффект называется гравитационным линзированием .

Скопления галактик были обнаружены в обзорах с помощью ряда методов наблюдений и были подробно изучены с помощью многих методов:

  • Оптический или инфракрасный : отдельные галактики скоплений можно изучать с помощью оптических или инфракрасных изображений и спектроскопии. Скопления галактик обнаруживаются оптическими или инфракрасными телескопами путем поиска сверхплотностей, а затем подтверждаются обнаружением нескольких галактик с одинаковым красным смещением . Инфракрасный поиск более полезен для поиска более далеких (более высокое красное смещение ) кластеров.
  • Рентгеновские лучи : горячая плазма испускает рентгеновские лучи, которые могут быть обнаружены рентгеновскими телескопами . Кластерный газ можно изучать с помощью как рентгеновской визуализации, так и рентгеновской спектроскопии. Скопления довольно заметны в рентгеновских обзорах и наряду с AGN являются самыми яркими внегалактическими объектами, излучающими рентгеновское излучение.
  • Радио : скоплениями были обнаружены несколько диффузных структур, излучающих на радиочастотах. Группы радиоисточников (которые могут включать диффузные структуры или AGN) использовались в качестве индикаторов местоположения скоплений. При большом красном смещении изображения вокруг отдельных радиоисточников (в данном случае AGN) использовались для обнаружения протокластеров (кластеров в процессе формирования).
  • Эффект Сюняева-Зельдовича : горячие электроны во внутрикластерной среде рассеивают излучение космического микроволнового фона посредством обратного комптоновского рассеяния . Это создает «тень» в наблюдаемом космическом микроволновом фоне на некоторых радиочастотах.
  • Гравитационное линзирование : скопления галактик содержат достаточно вещества, чтобы исказить наблюдаемые ориентации галактик позади них. Наблюдаемые искажения можно использовать для моделирования распределения темной материи в скоплении.

Температура и плотность [ править ]

Скопление наиболее далеких зрелых галактик [13], полученное с помощью Очень большого телескопа ESO в Чили и телескопа Subaru NAOJ на Гавайях.

Скопления галактик - это самые недавние и самые массивные объекты, возникшие в иерархической структуре Вселенной, и изучение скоплений говорит о том, как галактики образуются и развиваются. Скопления обладают двумя важными свойствами: их массы достаточно велики, чтобы удерживать любой энергичный газ, выброшенный из галактик-членов, и тепловая энергия газа внутри скопления наблюдается в полосе пропускания рентгеновского излучения. Наблюдаемое состояние газа в кластере определяется комбинацией ударного нагрева во время аккреции, радиационного охлаждения и тепловой обратной связи, вызванной этим охлаждением. Плотность , температура, и субструктура внутрикластерного рентгеновского газа, таким образом, представляет всю термическую историю образования кластеров. Чтобы лучше понять эту тепловую историю, необходимо изучить энтропию газа, потому что энтропия - это величина, которая напрямую изменяется при увеличении или уменьшении тепловой энергии внутрикластерного газа. [14]

Список групп и кластеров [ править ]

Основная статья: Список групп и скоплений галактик
Имя / ОбозначениеПримечания
Местная группаГруппа , где Млечный Путь , в том числе Земли находится
Скопление ДевыЭто скопление галактик - ближайшее к нам.

См. Также [ править ]

  • Энтропия
  • Ископаемая группа галактик
  • Галактическая ориентация
  • Нить галактики
  • Проект Illustris
  • Внутрикластерная среда
  • Масштабная структура Космоса
  • Список скоплений галактик
  • Сверхскопление
  • Хронология галактик, скоплений галактик и крупномасштабной структуры

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Рассеяние спиральных и эллиптических галактик" . Изображение недели от ЕКА / Хаббла . Проверено 25 сентября 2013 года .
  2. ^ Войт, Г. Марк (2005). «Отслеживание космической эволюции с помощью скоплений галактик». Обзоры современной физики . 77 (1): 207–258. arXiv : astro-ph / 0410173 . Bibcode : 2005RvMP ... 77..207V . DOI : 10,1103 / revmodphys.77.207 . S2CID 119465596 . 
  3. ^ "Огромная карта далекой Вселенной достигает полпути" . ESO . Проверено 2 апреля 2013 года .
  4. ^ Физический факультет ЮТК "Группы галактик" . Университет Теннесси, Кновилль . Проверено 27 сентября 2012 года .
  5. ^ Муньос, RP; и другие. (11 декабря 2012 г.). «Динамический анализ сильно линзирующих групп галактик на промежуточном красном смещении». Астрономия и астрофизика (опубликовано в апреле 2013 г.). 552 : 18. arXiv : 1212.2624 . Bibcode : 2013A & A ... 552A..80M . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201118513 . S2CID 17865754 . A80. 
  6. ^ Майк Ирвин. «Местная группа» . Проверено 7 ноября 2009 .
  7. ^ С. Пол; Р.С. Джон; П. Гупта; Х. Кумар (2017). «Понимание« групп галактик »как уникальной структуры во Вселенной». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 471 (1): 2–11. arXiv : 1706.01916 . Bibcode : 2017MNRAS.471 .... 2P . DOI : 10.1093 / MNRAS / stx1488 .
  8. ^ Браунштейн, младший; Моффат, JW (2006). "Массы скоплений галактик без небарионной темной материи". Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 367 (2): 527–540. arXiv : astro-ph / 0507222 . Bibcode : 2006MNRAS.367..527B . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2006.09996.x . S2CID 119343858 . 
  9. ^ Маркевич; Гонсалес; Клоуна; Вихлинин; Дэйвид; Для мужчин; Джонс; Мюррей; Такер (2004). «Прямые ограничения на сечение самовзаимодействия темной материи от сливающегося скопления галактик 1E0657-56». Astrophys. Дж . 606 (2): 819–824. arXiv : astro-ph / 0309303 . Bibcode : 2004ApJ ... 606..819M . DOI : 10.1086 / 383178 . S2CID 119334056 . 
  10. ^ Коу, Дэн; Бенитес, Нарцисо; Бродхерст, Том; Мустакас, Леонидас А. (2010). "Массовая карта с высоким разрешением субструктуры скопления галактик: анализ A1689 с помощью линзы". Астрофизический журнал . 723 (2): 1678–1702. arXiv : 1005.0398 . Bibcode : 2010ApJ ... 723.1678C . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 723/2/1678 .
  11. ^ Макдермотт, Сэмюэл Д .; Ю, Хай-Бо; Зурек, Кэтрин М. (2011). «Выключение света: насколько темная материя?». Physical Review D . 83 (6): 063509. arXiv : 1011.2907 . Bibcode : 2011PhRvD..83f3509M . DOI : 10.1103 / PhysRevD.83.063509 . S2CID 118538115 . 
  12. ^ Браунштейн, младший; Моффат, JW (2007). «Свидетельство скопления пуль 1E0657-558 показывает измененную гравитацию в отсутствие темной материи». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 382 (1): 29–47. arXiv : astro-ph / 0702146v3 . Bibcode : 2007MNRAS.382 ... 29В . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2007.12275.x . S2CID 119084968 . 
  13. ^ «Самое далекое скопление зрелых галактик» . Научный выпуск ESO . ESO . Проверено 9 марта 2011 года .
  14. ^ Галактики . Фонд Викимедиа. п. 55.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Кравцов, А.В.; Боргани, С. (2012). «Формирование скоплений галактик». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 50 : 353–409. arXiv : 1205,5556 . Bibcode : 2012ARA & A..50..353K . DOI : 10.1146 / annurev-astro-081811-125502 . S2CID  119115331 .