Kép jóváírása: ESO
A galaxiscsoportok az univerzum nagyon nagy építőelemei. Ezek a hatalmas struktúrák száz-ezer galaxist tartalmaznak, és kevésbé látható, de ugyanolyan érdekes módon további mennyiségű „sötét anyagot” tartalmaznak, amelynek eredete még mindig a csillagászokat tünteti fel, teljes tömegük több ezermillióm millió-szorosa a Napunk tömegének. A viszonylag közel fekvő Coma klaszter például több ezer galaxist tartalmaz, és több mint 20 millió fényévet mér. Egy másik jól ismert példa a Szűz klaszter mintegy 50 millió fényév távolságra, és még mindig az égen túllépi 10 fokos szögét!
A galaxisok csoportjai az univerzum sűrűbb régióiban alakulnak ki. Mint ilyenek, tökéletesen nyomon követik a nagy léptékű szerkezetek gerincét az univerzumban, ugyanúgy, mint a világítótornyok a tengerpartot. A galaxisok klasztereinek tanulmányozása tehát elmondja nekünk a hatalmas tér felépítését, amelyben élünk.
A REFLEX felmérés
Ezt az ötletet követve egy európai csillagászok csapata, Hans B? Hringer (MPE, Garching, Németország), Luigi Guzzo (INAF, Milánó, Olaszország) vezetésével, Chris A. Collins (JMU, Liverpool) és Peter Schuecker ( MPE, Garching) egy évtizedes tanulmányt indított ezekről a hatalmas struktúrákról, megpróbálva megtalálni a galaxiscsoportok legtömegét.
Mivel a klaszter optikailag láthatatlan tömegének körülbelül egyötöde diffúz, nagyon forró gáz formájában van, amelynek hőmérséklete több tízmillió fokos, a galaxiscsoportok nagy röntgen-sugárzást bocsátanak ki. Ezért ezeket a legjobban röntgen-műholdak segítségével fedezhetik fel.
Ebből az alapvető tanulmányból a csillagászok a jelölt objektumok kiválasztásával kezdték el a német ROSAT műholdas felmérési misszió által összeállított röntgen Sky Atlas adatok felhasználásával. Ez csak a kezdet volt - majd sok unalmas munkát követett: ezen objektumok végleges azonosítása a látható fényben és a klaszterjelöltek távolságának (azaz vöröseltolódásának) mérése.
A vöröseltolódás meghatározását több távcsővel végzett megfigyelésekkel hajtották végre az ESO La Silla obszervatóriumban chilen, 1992 és 1999 között. A világosabb tárgyakat az ESO 1,5 m-es és az ESO / MPG 2,2 m-es távcsövekkel, míg a a távolabbi és lazább tárgyakhoz az ESO 3,6 m-es távcsövet használták.
Ezen távcsövekkel végrehajtva a 12 éves programot a csillagászok a REFLEX (ROSAT-ESO Flux Limited röntgen) klaszteres felmérésként ismerték. Most egy egyedi katalógus közzétételével zárult le, amely a déli égbolton a 447 legfényesebb röntgen-klaszter jellemzőivel rendelkezik. Ezek közül a klaszterek több mint felét fedezték fel a felmérés során.
A sötét anyag tartalmának korlátozása
A galaxisfürtök messze nem egyenletesen oszlanak el az univerzumban. Ehelyett inkább még nagyobb struktúrákká, „szuperklaszterekké” konglomerálódnak. Így a csillagokból, amelyek galaxisokban gyülekeznek, galaxisokba halmozódnak, és klaszterekbe halmozódnak, és szuperklaszterekben összekapcsolódó klaszterek, az Univerzum strukturálást mutat minden skálán, a legkisebbtől a legnagyobbig. Ez az univerzum nagyon korai (kialakulási) korszakának, az úgynevezett „inflációs” időszaknak a emlékezete. Abban az időben, a Nagyrobbanás után csak egy másodperc apró része volt, az apró sűrűségi ingadozások felerősödtek, és az eonok felett sokkal nagyobb struktúrákat szültek.
Az első ingadozások és a most megfigyelt óriási struktúrák közötti kapcsolat miatt az egyedi REFLEX katalógus - a maga nemében a legnagyobb - lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy jelentős korlátokat szabjanak az Univerzum tartalmára, különös tekintettel a sötét anyag mennyiségére, amely az hitték, hogy áthatolja. Érdekes, hogy ezek a korlátozások teljesen függetlenek a sötét anyag létezésének eddig alkalmazott összes többi módszerétől, például a nagyon távoli szupernóvák tanulmányozásától (lásd pl. ESO PR 21/98) vagy a kozmikus mikrohullámú háttér elemzésétől (pl. a WMAP műholdat). Valójában az új REFLEX tanulmány nagyon kiegészíti a fent említett módszereket.
A REFLEX csapata arra a következtetésre jut, hogy az univerzum átlagos sűrűsége a „kritikus sűrűség” 0,27–0,43-szorosának tartománya, ezidáig ez az érték a legszorosabb. A legfrissebb szupernóva-vizsgálatokkal kombinálva a REFLEX eredmény azt sugallja, hogy bármi legyen is a sötét energia természetével, szorosan utánozza egy univerzumot Einstein kozmológiai állandójával.
Egy hatalmas puzzle
A REFLEX katalógus számos más hasznos célt is szolgál majd. Ezzel a csillagászok jobban megértik azokat a részletes folyamatokat, amelyek hozzájárulnak a gáz melegítéséhez ezekben a klaszterekben. Azt is meg lehet vizsgálni, hogy a klaszter környezete milyen hatással van az egyes galaxisokra. Ezenkívül a katalógus jó kiindulópont óriási gravitációs lencsék kereséséhez, amelyekben a klaszter óriási nagyító lencséként működik, és lehetővé teszi a legszélesebb és legtávolabbi objektumok megfigyelését, amelyek egyébként a mai távcsövekkel elkerülnék az észlelést.
De amint azt Hans B? Hringer mondja: „Ennek a katalógusnak a legfontosabb előnye az, hogy az egyes klaszterek tulajdonságai összehasonlíthatók a teljes mintával. Ez a felmérések fő célja: összeállítani egy hatalmas puzzle darabjait a nagyobb nézet felépítéséhez, ahol minden egyes darab új, átfogóbb jelentést nyer. ”
Eredeti forrás: az ESO sajtóközleménye
