Международная группа астрономов обнаружила самого далекого из когда-либо существовавших предшественников сверхскопления галактик
Прародитель скоплений галактик имеет массу, в 5000 раз превышающую массу Млечного Пути, и находится в одной из самых плотных областей космической паутины, когда-либо наблюдавшихся.
Это открытие подтверждает существующие теории о том, как эволюционируют скопления галактик, и показывает, как они связаны с более крупной космической сетью. Исследование в значительной степени опирается на данные обзора ODIN, проведенного с помощью камеры Dark Energy Camera, изготовленной Министерством энергетики США, на 4-метровом телескопе Национального научного фонда США имени Виктора Бланко в Чили.
Скопления галактик — самые массивные гравитационно связанные структуры во Вселенной. Эти колоссальные объединения от сотен до тысяч галактик простираются на миллионы световых лет. Они удерживаются вместе за счет больших концентраций темной материи, которая служит строительным материалом для более крупных структур Вселенной.
Скопления, которые ученые наблюдают относительно близко к нам в пространстве и времени, представляют собой зрелые структуры, которые эволюционировали из так называемых «протоскоплений». Эти протокластеры представляют собой огромные слабо связанные скопления галактик, которые находятся в процессе слияния, но еще не сформировались в стабильное скопление. Изучая очень далекие протокластеры, сформировавшиеся в относительно молодом возрасте Вселенной, ученые могут понять, как росли и эволюционировали современные скопления галактик.
С этой целью международная группа ученых под руководством Ванданы Рамакришнан, аспирантки Университета Пердью на момент проведения исследования, обратилась к событиям миллиардной давности в поисках прародителей этих древних скоплений галактик. «С помощью этого проекта мы надеемся понять, как растут массивные структуры во Вселенной и как они влияют на эволюцию галактик внутри них», — говорит Рамакришнан. «Мы также надеемся лучше понять, как эти протокластеры связаны с более крупной космической сетью».
В их исследовании использовались данные обзора One-hundred-deg2 DECam Imaging in Narrowbands (ODIN). Этот обзор проводится с помощью камеры Dark Energy Camera (DECam), изготовленной Министерством энергетики США, которая установлена на 4-метровом телескопе имени Виктора М. Бланко Национального научного фонда в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (CTIO) в Чили, входящей в программу Национального научного фонда NOIRLab. Благодаря большому полю обзора и 570-мегапиксельному разрешению камера DECam за последние три года провела более 100 ночей, делая глубокие снимки огромной области неба в Южном полушарии.
В общей сложности команда исследователей обнаружила 150 далёких протоскоплений галактик, сформировавшихся, когда Вселенной было около 1–3 миллиардов лет. Они сосредоточились на двух скоплениях, которые отличались поразительной сверхплотностью галактик, и назвали их COSMOS-z3.1-A и COSMOS-z3.1-C [1]. Обзор ODIN предоставил двумерные координаты расположения этих структур на небе. Однако, чтобы получить полное представление о распределении галактик и о том, как они вписываются в крупномасштабную космическую сеть, необходим трехмерный обзор.
Чтобы составить трехмерную карту этих структур, Рамакришнану помогали еще две аспирантки — Бёнха Мун (KASI) и Николь Файерстоун (Ратгерский университет), которые руководили последующими наблюдениями с помощью набора инструментов, называемых спектрографами. Вместо того чтобы делать двухмерное изображение неба, спектрографы используют свойства света для измерения расстояния до объекта, что позволяет ученым определять его положение в трехмерном пространстве.
Большинство спектров, использованных в этом исследовании, были получены с помощью спектроскопического прибора для изучения темной энергии (DESI) — мощного многообъектного спектрографа, который может одновременно измерять расстояние до 5000 различных галактик. Прибор был создан при поддержке Управления науки Министерства энергетики США и международных партнеров и функционирует при финансовой поддержке Министерства энергетики США. Проектом DESI руководит Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли (Лаборатория Беркли). Прибор установлен на 4-метровом телескопе Николаса У. Мэйолла Национального научного фонда в Национальной обсерватории Китт-Пик (KPNO) в Аризоне, входящей в программу NSF NOIRLab.
Команда получила дополнительные спектры с помощью многообъектного спектрографа «Джемини» (GMOS) на телескопе «Джемини-Юг» в Чили, который является частью Международной обсерватории «Джемини», частично финансируемой Национальным научным фондом и управляемой Лабораторией исследований в области оптики и инфракрасной астрономии Национального научного фонда, а также с помощью многообъектного спектрографа DEep Imaging (DEIMOS) на телескопе «Кек-2», расположенном на горе Мауна-Кеа на Гавайях.
Это исследование — одно из первых, в ходе которого были получены такие детализированные 3D-карты нескольких удаленных протокластеров. Карты позволили команде предсказать, в какие скопления превратятся COSMOS-z3.1-A и COSMOS-z3.1-C. Они обнаружили, что оба скопления станут массивнее самого крупного известного скопления галактик в нашей локальной Вселенной — Скопления Волос Вероники.
Более того, они установили, что COSMOS-z3.1-A — это нечто даже более редкое, чем протокластер, который и сам по себе встречается довольно редко. Это прото-суперкластер, или предок «кластера кластеров» галактик. Это самое раннее и самое далекое из когда-либо обнаруженных прото-суперкластеров, которое было замечено, когда Вселенной было всего 2,1 миллиарда лет. Его масса в 5000 раз превышает массу Млечного Пути. «COSMOS-z3.1-A представляет собой самые экстремальные, самые сверхплотные области Вселенной», — говорит Рамакришнан. «Мы считаем, что на каждые 10 000 скоплений галактик должно приходиться не более одного такого объекта!»
На основе подробных 3D-карт команда пришла к выводу, что эти древние протокластеры имеют очень неоднородную структуру и расположены на пересечении множества нитей космической паутины. Это первый случай, когда ученые напрямую наблюдают подобные объекты в далекой Вселенной, и эти наблюдения согласуются с представлениями ученых о распределении материи в космосе.
Согласно современным моделям, формирование структур происходит по принципу «снизу вверх»: сначала образуются более мелкие структуры, которые затем сливаются в более крупные. Вполне вероятно, что комковатая субструктура, видимая на трехмерных картах, свидетельствует о таком восходящем росте. По мере развития протоскоплений комки будут слипаться, образуя скопления, похожие на те, что мы видим в локальной Вселенной, но гораздо более округлые по форме.
Благодаря большой площади и глубине обзора телескоп ODIN имеет все шансы обнаружить еще больше таких массивных космических структур в далекой Вселенной. «Представленная в этой работе методология трехмерной реконструкции станет важнейшим компонентом этих исследований, позволяя нам четко различать ядра и окраины протоскоплений, а также космические нити, питающие их», — говорит Рамакришнан.
Команда надеется на новые открытия в следующем десятилетии, когда Обсерватория Веры К. Рубин Национального научного фонда и Министерства энергетики США проведет свой новаторский проект Legacy Survey of Space and Time (LSST). Снимая все небо Южного полушария каждые несколько ночей, обсерватория Рубин создаст обширный набор данных, который дополнит глубокие снимки перекрывающейся области неба, полученные с помощью телескопа ODIN. Вместе эти данные позволят получить глубокое представление о ближней и далекой Вселенной и изучить эволюцию скоплений галактик в космическом времени.
Источник: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA
Обработка изображений: Т. А. Ректор (Университет Аляски в Анкоридже/NOIRLab Национального научного фонда США), М. Замани и Д. де Мартин (NOIRLab Национального научного фонда США)
На изображении:
На этом снимке запечатлено недавно открытое прото-суперскопление галактик под названием COSMOS-z3.1-A. Протосуперскопление — это рыхлая группа галактик, которая однажды сольется в стабильное «скопление скоплений» галактик. Это самое раннее и самое далекое из когда-либо обнаруженных протосуперскопление, которое наблюдалось, когда Вселенной было всего 2,1 миллиарда лет. Его масса в 5000 раз превышает массу галактики Млечный Путь.
COSMOS-z3.1-A было обнаружено с помощью данных обзора One-hundred-deg2 DECam Imaging in Narrowbands (ODIN). Это исследование проводится с помощью камеры Dark Energy Camera (DECam), изготовленной Министерством энергетики США, установленной на 4-метровом телескопе имени Виктора М. Бланко Национального научного фонда в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (CTIO) в Чили, в рамках программы Лаборатории оптики и инфракрасной астрономии Национального научного фонда США.
| # | Наименование новости | Тональность | Информативность | Дата публикации |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Международная группа астрономов обнаружила самого далекого из когда-либо существовавших предшественников ... | 0 | 8.4 | 11-09-2026 |
| 2 | Астрономы нашли прародителя сверхскопления галактик — самый далёкий из когда-либо обнаруженных | 0 | 7.75 | 11-09-2026 |
| 3 | Перед вами одно из самых далёких сверхскоплений галактик – структура ... | 0 | 9.46 | 09-09-2026 |
| 4 | 7000 скрытых скоплений галактик вышли из тени древнейшего света Как ... | 5 | 7 | 14-07-2026 |
| 5 | Астрономы опубликовали каталог из 7000 скоплений галактик, скрытых из виду. ... | 5 | 7 | 13-07-2026 |
| 6 | 🌌 Астрономы нашли аномально древнее скопление галактик. Эта тяжелая структура ... | 8 | 9 | 30-06-2026 |
| 7 | 🌌 Астрономы нашли аномально древнее скопление галактик. Эта тяжелая структура ... | 7 | 8 | 07-07-2026 |
| 8 | [Перевод] «Уэбб» обнаружил новый сюрприз в ранней Вселенной: зрелое скопление галактик | 0 | 7.54 | 04-07-2026 |
| 9 | # Ученые обнаружили 7000 скрытых скоплений галактик — и создали ... | 0 | 8.09 | 28-07-2026 |