Астрономія
Астрономія

Розсіяне внутрішнє світло скупчень галактик вказало на їхню масу

Дослідники проаналізували 528 галактичних скупчень за допомогою даних огляду Dark Energy Survey, щоб знайти зв’язок між їхнім розсіяним внутрішнім світлом та масою. Виявилося, що це світло не може вказувати на розподіл баріонної і темної матерії у скупченні, проте дозволяє визначити його загальну масу. Відповідна стаття доступна у журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Що відомо про розсіяне внутрішнє світло скупчень?

Скупчення галактик пронизані дифузним компонентом, що називається внутрішнім світлом скупчення (intracluster light). Воно походить від зірок, які не прив’язані до жодної з галактик скупчення. Існування такого компоненту відкрили майже 70 років тому, але через дуже низьку поверхневу яскравість досліджувати його почали лише в 1990-х роках. Це світло дуже важко відділити від світла центральних галактик скупчення, тож їх зазвичай аналізують разом. Комбінація цих двох компонентів називається розсіяним внутрішнім світлом скупчення. Його важко спостерігати, проте воно є важливою складовою та може складати 10 - 50% від загального зоряного світла системи.

Блакитне внутрішнє світло скупчення MACS J0416. NASA, ESA, M. Montes / Hubblesite

Блакитне внутрішнє світло скупчення MACS J0416. NASA, ESA, M. Montes / Hubblesite

Також дослідники фіксували його зв’язок із темною матерією у скупченні. Так, вчені спостерігали подібність між формою розподілу темної матерії та розсіяним внутрішнім світлом. Можливо, цей компонент навіть краще вказує на темну матерію, аніж газ всередині скупчення.

Яке дослідження провели вчені?

Астрономи вивчили зв'язок між розсіяним внутрішнім світлом скупчень та розподілом темної матерії у них, використовуючи дані огляду Dark Energy Survey. Це дозволило проаналізувати 528 галактичних скупчень. Після цього вони порівняли отримані дані із даними розподілу матерії у цих скупченнях, зібрані іншим способом — за допомогою слабкого гравітаційного лінзування. Крім того, вчені перевірили свої результати за допомогою симуляції формування галактик.

Що показали результати?

Поверхнева яскравість розсіяного внутрішнього світла залежить від загальної маси скупчення, і ця залежність зростає із збільшенням радіуса. Спостереження також показали, що радіальний профіль розсіяного внутрішнього світла демонструє деяку схожість із матерією скупчення, виміряною завдяки слабкому лінзуванню. Проте симуляція демонструє, що ці дані не збігаються. Таким чином, те, чи підходить розсіяне внутрішнє світло для визначення розподілу речовини скупчення, потрібно перевірити додатковими дослідженнями. Однак цей компонент можна застосовувати для визначення загальної маси скупчення.

Зліва зображена симуляція, справа зібрані спостереженням дані. Jesse Golden-Marx, Dark Energy Survey, Yuanyuan Zhang

Зліва зображена симуляція, справа зібрані спостереженням дані. Jesse Golden-Marx, Dark Energy Survey, Yuanyuan Zhang

гравітаційного лінзування
Деформація світла від фонових галактик через викривлення простору-часу масивними об’єктами на передньому плані
радіальний профіль
Залежність інтенсивності світла від радіусу, тобто відстані від центру скупчення