Учёные зафиксировали редкое гравитационное линзирование в эпоху космического полудня
Астрономы с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб получили новые изображения необычно развитого скопления галактик XLSSC 122, которое существовало более 10 миллиардов лет назад и относится к эпохе так называемого «космического полудня» — периода максимального звездообразования в истории Вселенной.
Исследование, проведённое международной группой учёных под руководством специалистов из Калифорнийский технологический институт (ИПАК), показало, что это скопление галактик является самым удалённым известным примером сильного гравитационного линзирования, вызванного массивной структурой галактического масштаба.
Объект XLSSC 122 расположен примерно в 10,4 миллиарда световых лет от Земли и был впервые обнаружен ещё в 2014 году в ходе рентгеновского обзора, проведённого космической обсерваторией XMM-Newton Европейского космического агентства. Последующие наблюдения с помощью космического телескопа Хаббл подтвердили его расстояние и необычно высокую степень «зрелости» для столь раннего этапа эволюции Вселенной.
Однако именно наблюдения телескопа Джеймс Уэбб позволили впервые зафиксировать явные признаки сильного гравитационного линзирования — яркие дуги света, возникающие, когда масса скопления искривляет пространство-время и усиливает свет более далёких галактик, расположенных позади него.
Учёные отмечают, что гравитационное линзирование в данном случае позволило провести более точные измерения распределения массы внутри скопления, включая вклад тёмной материи, которая, как считается, составляет основную часть его гравитационного потенциала. По оценкам исследователей, тёмная материя играет ключевую роль в формировании таких структур, удерживая галактики вместе и определяя крупномасштабную структуру Вселенной.
Особенностью XLSSC 122 стала необычно высокая концентрация массы в центральной части скопления, что противоречит ряду стандартных космологических моделей, предполагающих более медленное формирование столь крупных структур в ранней Вселенной. Это заставляет учёных пересматривать представления о темпах эволюции галактических скоплений.
Дополнительные наблюдения с использованием слабого гравитационного линзирования и данных в рентгеновском и радио диапазонах показали, что скопление находится в процессе активного слияния, а его галактики продолжают формироваться и объединяться.
Отдельное исследование также выявило наличие внутрикластерного света — слабого свечения звёзд, находящихся между галактиками, что стало одним из самых ранних зафиксированных примеров подобного явления. Распределение этого света совпадает с концентрациями тёмной материи, что может стать новым инструментом для её косвенного картирования.
Учёные подчёркивают, что подобные открытия стали возможны благодаря высокой чувствительности и разрешающей способности телескопа Джеймс Уэбб, который позволяет наблюдать детали ранней Вселенной, недоступные ранее.
В дальнейшем планируют найти и изучить десятки аналогичных далёких скоплений, что позволит проверить существующие космологические модели на больших статистических выборках и уточнить механизмы формирования крупных структур во Вселенной.