Obrazový kredit: ESO
Zhluky galaxií sú veľmi veľké stavebné kamene vesmíru. Tieto gigantické štruktúry obsahujú stovky až tisíce galaxií a, menej viditeľné, ale rovnako zaujímavé, ďalšie množstvo „temnej hmoty“, ktorej pôvod stále vzdoruje astronómom, s celkovou hmotnosťou tisícov miliónov miliónov krát hmotnosťou nášho Slnka. Napríklad porovnateľne blízky klaster Coma obsahuje tisíce galaxií a meria viac ako 20 miliónov svetelných rokov. Ďalším dobre známym príkladom je klaster Panna vo vzdialenosti asi 50 miliónov svetelných rokov a stále sa tiahne po oblohe viac ako 10 stupňov!
Zhluky galaxií sa tvoria v najhustejších oblastiach vesmíru. Takto dokonale sledujú chrbticu rozsiahlych štruktúr vo vesmíre, rovnako ako majáky sledujú pobrežie. Štúdie zhlukov galaxií nám preto hovoria o štruktúre obrovského priestoru, v ktorom žijeme.
Prieskum REFLEX
Na základe tejto myšlienky bol tím európskych astronómov pod vedením Hansa Bingerera (MPE, Garching, Nemecko), Luigi Guzza (INAF, Milano, Taliansko), Chris A. Collins (JMU, Liverpool) a Peter Schuecker ( MPE, Garching) sa pustil do desaťročnej štúdie týchto gargantuánskych štruktúr a snažil sa nájsť najmasovejšie zhluky galaxií.
Pretože asi jedna pätina opticky neviditeľnej hmoty zhluku je vo forme difúzneho veľmi horúceho plynu s teplotou rádovo niekoľko desiatok miliónov stupňov, zhluky galaxií produkujú silné röntgenové žiarenie. Preto sú najlepšie objavené pomocou röntgenových satelitov.
Astronómovia tak začali pre túto základnú štúdiu výberom kandidátskych objektov pomocou údajov z röntgenového atlasu oblohy zostaveného nemeckou misiou satelitného prieskumu ROSAT. To bol iba začiatok - potom nasledovalo veľa zdĺhavej práce: urobiť konečnú identifikáciu týchto objektov vo viditeľnom svetle a zmerať vzdialenosť (t. J. Červený posun) kandidátov zo skupiny.
Stanovenie červeného posunu sa uskutočnilo pomocou pozorovaní s niekoľkými ďalekohľadmi na observatóriu ESO La Silla v Čile, v rokoch 1992 až 1999. Jasnejšie objekty boli pozorované pri ďalekohľadoch ESO 1,5 m a ESO / MPG 2,2 m, zatiaľ čo pre vzdialenejšie a slabšie predmety sa použil 3,6 m ďalekohľad ESO.
Dvanásťročný program, ktorý sa uskutočňuje na týchto ďalekohľadoch, je pre astronómov známy ako Klastrový prieskum REFLEX (ROSAT-ESO Flux Limited X-ray). Teraz bol ukončený vydaním jedinečného katalógu s charakteristikami 447 najjasnejších rôntgenových zhlukov galaxií na južnej oblohe. V rámci tohto prieskumu sa medzi nimi zistilo viac ako polovica zoskupení.
Obmedzenie obsahu tmavej hmoty
Zhluky galaxií nie sú zďaleka rovnomerne distribuované vo vesmíre. Namiesto toho majú tendenciu sa zhlukovať do ešte väčších štruktúr, „super-klastrov“. Teda od hviezd, ktoré sa zhromažďujú v galaxiách, galaxií, ktoré sa zhromažďujú v zhlukoch a zhlukoch zviazaných spolu v super-zhlukoch, vesmír ukazuje štruktúrovanie na všetkých mierkach, od najmenších po najväčšie. Je to relikt veľmi skorej (formačnej) epochy vesmíru, tzv. „Inflačné“ obdobie. V tom čase, iba nepatrný zlomok jednej sekundy po Veľkom tresku, sa zosilnili malé kolísania hustoty a počas vekov sa rodili oveľa väčšie štruktúry.
Vďaka prepojeniu medzi prvými fluktuáciami a obrovskými štruktúrami, ktoré sú dnes pozorované, umožňuje jedinečný katalóg REFLEX - najväčší svojho druhu - astronómom značne obmedziť obsah vesmíru, a najmä množstvo temnej hmoty, ktorá je veril, že to prenikne. Je zaujímavé, že tieto obmedzenia sú úplne nezávislé od všetkých doteraz používaných metód na preukázanie existencie temnej hmoty, ako je štúdium veľmi vzdialených supernov (pozri napr. ESO PR 21/98) alebo analýza pozadia kozmického mikrovlnného žiarenia (napr. satelit WMAP). V skutočnosti je nová štúdia REFLEX veľmi komplementárna s vyššie uvedenými metódami.
Tím REFLEX dospel k záveru, že priemerná hustota Vesmíru je v rozsahu 0,27 až 0,43 násobok „kritickej hustoty“, čo doteraz predstavuje najsilnejšie obmedzenie tejto hodnoty. V kombinácii s najnovšou štúdiou supernov znamená výsledok REFLEX, že bez ohľadu na povahu temnej energie úzko napodobňuje vesmír s Einsteinovou kozmologickou konštantou.
Obrovské puzzle
Katalóg REFLEX bude slúžiť aj na mnohé ďalšie užitočné účely. Vďaka nej budú môcť astronómovia lepšie porozumieť podrobným procesom, ktoré prispievajú k ohrevu plynu v týchto zhlukoch. Bude tiež možné študovať vplyv prostredia klastra na každú jednotlivú galaxiu. Okrem toho je katalóg dobrým východiskovým bodom pre hľadanie veľkých gravitačných šošoviek, v ktorých klaster pôsobí ako obrovská zväčšovacia šošovka, čo umožňuje pozorovanie najslabších a najvzdialenejších objektov, ktoré by inak unikli detekcii súčasnými ďalekohľadmi.
Ako však hovorí Hans Bingeringer: „Možno najdôležitejšou výhodou tohto katalógu je to, že vlastnosti každého jednotlivého klastra je možné porovnať s celou vzorkou. Toto je hlavný cieľ prieskumov: zostavenie častí gigantickej hádanky s cieľom vytvoriť väčší pohľad, kde potom každý kus získa nový komplexnejší význam. “
Pôvodný zdroj: ESO News Release
