Скопления галактик
Что такое скопление галактик, из чего оно состоит, почему в нём почти всё вещество тёмное и как скопления помогают изучать Вселенную.
Скопление галактик — группа от десятков до тысяч галактик, связанных общим тяготением. Это самые массивные гравитационно связанные объекты Вселенной: массы достигают 10¹⁴–10¹⁵ масс Солнца, а размеры — нескольких мегапарсеков. Меньшие группы называют группами галактик.
Место Млечного Пути
Наша Галактика входит в Местную группу, где около 80 известных галактик, главные из которых — Млечный Путь и Андромеда (в них вместе большинство массы) и Треугольник. Местная группа — окраина гораздо более крупного скопления Девы (Virgo), до центра которого около 54 млн световых лет. В нём примерно полторы-две тысячи галактик. Другое знаменитое скопление, Волосы Вероники (Coma), удалено на сотни миллионов световых лет.
Из чего состоит скопление
- Галактики — всего около 1–2 % массы.
- Горячий газ — около 10–15 % массы. Он нагрет до десятков миллионов градусов и светит в рентгене («Рентгеновская астрономия»), поэтому скопления видны на огромных расстояниях.
- Тёмная материя — примерно 80–85 % массы («Тёмная материя»).
Именно скопление Волосы Вероники в 1933 году стало первым указанием на скрытую массу: Фриц Цвикки заметил, что галактики в нём движутся слишком быстро для видимой массы.
Свидетельство тёмной материи
В «Скоплении-пуле» (Bullet Cluster), где столкнулись два скопления, горячий газ остался в центре, а основная масса — измеренная по гравитационному линзированию — разошлась вместе с галактиками. Это одно из самых наглядных подтверждений того, что значительная часть массы не совпадает с обычным веществом.
Зачем изучать
- Космологическая лаборатория. Число массивных скоплений на разных расстояниях зависит от параметров Вселенной, в том числе от тёмной энергии и скорости расширения.
- Естественные линзы. Тяготение скопления увеличивает далёкие галактики за ним. Так «Уэбб» снял свой первый глубокий снимок скопления SMACS 0723 в 2022 году («Телескоп Уэбб»).
- Эволюция галактик. В скоплениях галактики теряют газ и перестают формировать звёзды: отсюда преобладание эллиптических галактик в плотных центрах.
Скопления объединяются в сверхскопления и нити космической паутины — крупнейшую структуру Вселенной.