Може стати відомою стародавня загадка: у Всесвіті виявлено величезний "міст".

Дослідження Всесвіту регулярно відкриває нові, захоплюючі факти, які змінюють наше сприйняття космічних утворень та їхніх динамік. Астрономи, які зосередили свою увагу на вивченні одного з найближчих і наймасштабніших скупчень галактик, натрапили на несподіване відкриття.

Це нове відкриття ставить під сумнів попередні теорії про історію цього об'єкта. Завдяки застосуванню сучасних технологій вдалося виявити раніше непомітну структуру, що має зв'язок з скупченням. Ця знахідка свідчить про активне минуле, яке, ймовірно, пов'язане зі злиттям.

Це відкриття має потенціал пролити світло на те, як формуються та еволюціонують гігантські структури у космосі, пише Live Science.

Загадка скупчення Персея

Скупчення галактик у сузір'ї Персея є одним із найбільш вражаючих і масивних утворень у відомій частині Всесвіту. Це величезне скупчення, розташоване приблизно за 250 мільйонів світлових років від нашої планети, об'єднує тисячі галактик і охоплює простір з діаметром понад 11 мільйонів світлових років, що в сто разів перевищує розміри нашої галактики, Чумацького Шляху. Протягом тривалого часу астрономи вважали Персей "розслабленим" скупченням, що означає, що воно не зазнавало значних зіткнень з іншими скупченнями в недавньому космічному минулому. Стабільність цього утворення підтверджується постійними потоками гарячого газу між галактиками та наявністю радіо "мінігало" навколо центральної галактики.

Однак, були й непрямі свідчення того, що зі скупченням Персея не все так просто. Астрономи помітили, що його форма не є ідеально сферичною, як очікувалося б від незбуреного скупчення, а має певне викривлення у напрямку схід-захід. Більш вагомі докази з'явилися у 2012 році, коли дослідники виявили в скупченні гігантські структури, відомі як "холодні фронти". Ці фронти, що тягнуться на світлові роки, зазвичай утворюються під час зіткнень скупчень галактик, відзначаючи межу між гарячим та холоднішим газом двох скупчень, що стикаються. Це відкриття стало сильним натяком на те, що Персей таки пережив масштабну космічну "аварію", але постало питання - з чим саме він зіткнувся?

Виявлення невидимих елементів через техніку лінзування.

У новому дослідженні, результати якого були опубліковані в журналі Nature Astronomy, міжнародна команда астрономів з США та Південної Кореї оголосила про відкриття "незаперечного доказу" давнього космічного зіткнення. Вчені застосували метод, відомий як слабке гравітаційне лінзування. Цей феномен, передбачений Альбертом Ейнштейном, полягає в тому, що масивні об'єкти викривляють простір-час, що призводить до зміщення світла від більш далеких об'єктів і створення ефекту лінзи. При слабкому лінзуванні зображення галактик на фоні викривляються лише незначною мірою, коли їхнє світло проходить через переднє скупчення на шляху до спостерігача.

Застосовуючи телескоп Subaru на Гаваях, астрономи провели дослідження тонких спотворень світла, які виникають від численних галактик, що знаходяться далеко за межами скупчення Персея. Оскільки важко визначити ступінь спотворення для конкретної галактики (адже її початкова форма залишається невідомою), команда обчислила середнє спотворення для великої кількості об'єктів, що знаходяться на фоні. За допомогою комп'ютерного моделювання їм вдалося виявити розподіл маси в скупченні на передньому плані і точно визначити, де має бути зосереджена ця маса, щоб викликати спостережувані спотворення світла.

Внаслідок проведених досліджень було виявлено величезну область, що складається як з видимої матерії (галактик), так і з темної матерії, відомої як гало підскупчення. Ця структура оточує меншу групу галактик і знаходиться на периферії скупчення Персея, з центром поблизу галактики NGC 1264. Маса цього підскупчення приблизно в сто разів перевищує масу нашої Галактики. Одним з найважливіших відкриттів стало виявлення "масивного моста", довжина якого складає близько 1,4 мільйона світлових років і має майже таку ж масу, що з'єднує це підскупчення з основним скупченням галактик Персея.

Значення та майбутні перспективи. Розроблена командою комп'ютерна модель продемонструвала, що цей "міст" є явним свідченням гравітаційних взаємодій та процесу злиття між двома скупченнями, а не випадковим розташуванням об'єктів у полі зору. Ця структура ідеально відповідає викривленій формі основного скупчення Персея, а моделювання процесу злиття змогло також відтворити "холодні фронти", виявлені ще в 2012 році. Перший автор дослідження, Хьонхан Кім, підкреслив, що отримані результати його вразили, оскільки раніше Персей вважався "розслабленим" скупченням.

Моделювання запропонованого злиття розпочалося приблизно 7,5 мільярда років тому, коли менше підскупчення потрапило під гравітаційний вплив Персея. За приблизно 2 мільярди років воно вперше пройшло поблизу центру головного скупчення. Потім, сповільнившись і притягнуте назад гравітацією, воно здійснило другий прохід через 3 мільярди років. Цей космічний "танець" повторився, і третій прохід відбувся ще майже через 2 мільярди років, близько 750 мільйонів років тому.

Ці висновки мають велике значення для астрономії. Скупчення Персея, завдяки своїй відносній близькості, є надзвичайно цінним об'єктом для вивчення процесів формування та еволюції скупчень галактик - найбільших гравітаційно пов'язаних структур у Всесвіті. Як зазначив Хьонхан Кім, близькість Персея дозволяє виявляти та перевіряти багато важливих астрофізичних процесів.

Окрім цього, результати дослідження яскраво ілюструють ефективність методу слабкого гравітаційного лінзування, особливо в ситуаціях, коли традиційні методи не здатні виявити невидимі космічні структури, приховані темною матерією.