Телескоп James Webb запечатлел столкновение галактик в скоплении «Пуля»
Новый впечатляющий снимок, полученный с помощью космического телескопа James Webb (JWST), позволил астрономам NASA детально изучить скопление галактик, известное как «Пуля» (Скопление галактик Пуля). Благодаря инфракрасным возможностям телескопа ученые смогли зафиксировать сложные процессы, происходящие в результате столкновения двух галактических скоплений, и получить новые данные о распределении темной материи во Вселенной.
Скопление «Пуля», расположенное в созвездии Киль на расстоянии 3,8 миллиарда световых лет от Земли, представляет собой уникальный объект для изучения. Оно состоит из двух массивных галактических скоплений, связанных гравитационным взаимодействием. Их столкновение создает эффект гравитационной линзы, который усиливает свет от более далеких галактик, находящихся позади них. Это позволяет ученым точнее исследовать распределение темной материи — невидимой субстанции, составляющей значительную часть массы Вселенной.
Джеймс Джи, профессор Университета Ёнсе (Южная Корея) и соавтор нового исследования, отметил, что гравитационное линзирование в скоплении «Пуля» помогает астрономам определять расположение темной материи в далеких областях космоса. Благодаря данным JWST команда смогла измерить массу скопления с рекордной точностью, используя самый обширный на сегодняшний день набор данных по гравитационному линзированию.
Кайл Финнер, соавтор исследования и научный сотрудник IPAC в Калифорнийском технологическом институте, подчеркнул, что новые изображения «значительно улучшили точность измерений, включая определение местоположения невидимой темной материи». В ходе исследования ученые проанализировали тысячи галактик, что позволило им с высокой точностью оценить распределение как видимой, так и невидимой массы в скоплении.
Особый интерес представляет обнаружение света межгалактических звёзд — слабого излучения, исходящего от звёзд, которые были выброшены из своих галактик и теперь свободно движутся в пространстве скопления. Санджун Ча, ведущий автор исследования и аспирант Университета Ёнсе, заявил, что этот свет может служить надежным индикатором темной материи, даже в условиях динамичного столкновения скоплений. По его словам, эти звезды, вероятно, гравитационно связаны именно с темной материей, а не с конкретными галактиками, что открывает новые возможности для ее изучения.
Важным результатом исследования стало подтверждение того, что темная материя практически не взаимодействует сама с собой. Если бы такое взаимодействие было значительным, оно проявилось бы в виде смещения между галактиками и связанной с ними темной материей, однако данные JWST этого не показали.
Финнер также отметил, что столкновение скоплений подтверждается рентгеновскими наблюдениями: «При столкновении газ в скоплениях растягивается и остается позади, что видно по рентгеновскому излучению. Темная материя при этом сохраняет свое положение, оставаясь связанной с галактиками».
Новые наблюдения позволили установить более строгие ограничения на свойства частиц темной материи, а также выявить необычные сгустки и вытянутые структуры в скоплении. Это говорит о том, что «Пуля» могла сформироваться в результате нескольких столкновений миллиарды лет назад.
В будущем астрономы рассчитывают получить еще более детальные данные с помощью космического телескопа Nancy Grace Roman, запуск которого запланирован на май 2027 года. «С его помощью мы сможем полностью оценить массу скопления “Пуля” и смоделировать процесс столкновения на компьютере», — пояснил Финнер.