Общая масса холодного и горячего материала галактических скоплений остается неизменна

Международная группа, возглавляемая астрофизиками из Университета Мичигана и Университета Бирмингема, 12 лет собирала данные и, наконец, измерила массы галактических скоплений. Весовой баланс темной материи, горячего газа и холодного вещества показал, что по мере формирования звезд количество доступного горячего газа пропорционально уменьшается. Исследование было опубликовано в Nature Communications.

Галактические скопления — самые крупные объекты во Вселенной. Каждое скопление состоит из сотен и тысяч связанных гравитацией галактик с массами от 10¹⁴ до 10¹⁵ солнечных масс. Одна из ключевых особенностей скопления — межгалактическая среда, которая состоит из газа, разогретого от 2 до 15 электронвольт. Таким образом, скопления галактик содержат много темной материи плюс барионное вещество в двух фазах — много горячего газа и немного звезд, компактных объектов и холодного газа.

Члены исследовательской группы провели 12 лет, собирая данные о 41 скоплении галактик. Съемки проводили с помощью космических обсерваторий Chandra, XMM-Newton, ROSAT All-Sky и Planck, с телескопа Subaru, инфракрасного телескопа Великобритании (UKIRT), Mayall и массива Сюняева-Зельдовича. Данные охватили диапазон волн порядка 10 млн раз.

Разработав статистическую модель, ученые выяснили, что сумма газа и звезд в изученных ими скоплениях соответствует массе темной материи. Антикоррелляция между массой холодного вещества и массой горячего газа говорит, что по мере формирования звезд количество доступного горячего газа пропорционально уменьшается. Это подтверждает предсказания теории холодной темной материи. Сформированное скопление галактик представляет собой «закрытую коробку» — горячий газ может порождать новые звезды, однако общая масса горячего и холодного вещества остается постоянной.

Полученные результаты позволяют достичь лучшего понимания физики галактиктических скоплений. Новая работа заложила фундамент для лучшего понимания поведения темной энергии и процессов, стоящих за расширением Вселенной.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.