Изучение шаровых скоплений имеет решающее значение для понимания ранних, интенсивных эпизодов звездообразования, которые отметили формирование галактик. Наблюдения Хаббла также подтверждают, что эти компактные звездные группировки можно использовать в качестве надежных индикаторов количества темной материи, заключенной в огромных скоплениях галактик.Шаровые скопления, плотные скопления из сотен тысяч звезд, являются поселенцами галактик, в них находятся одни из самых старых сохранившихся звезд во Вселенной. Почти 95 процентов формирования шаровых скоплений произошло в течение первых 1 или 2 миллиардов лет после рождения нашей Вселенной в результате Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад.
Международная группа астрономов во главе с Джоном Блейксли из Национального исследовательского совета, Программа астрофизики Герцберга в Астрофизической обсерватории Доминион в Виктории, Британская Колумбия, Канада, использовала чувствительность и остроту Хаббла, чтобы обнаружить изобилие этих звездных окаменелостей, что примерно вдвое больше. такой же большой, как и любая другая популяция, обнаруженная в предыдущих исследованиях шарового скопления. Наблюдения Хаббла также являются рекордными по расстоянию для самых дальних из когда-либо изученных систем — 2,25 миллиарда световых лет от нас.
Исследовательская группа обнаружила, что шаровые скопления тесно связаны с темной материей. «В нашем исследовании Abell 1689 мы показываем, как взаимосвязь между шаровыми скоплениями и темной материей зависит от расстояния от центра галактической группировки», — пояснила член группы Карла Аламо-Мартинес из Центра радиоастрономии и астрофизики Национального автономного округа. Мексиканский университет в Морелии. «Другими словами, если вы знаете, сколько шаровых скоплений находится на определенном расстоянии, мы можем дать вам оценку количества темной материи».
Аламо-Мартинес также является ведущим автором научной статьи команды, в которой описываются результаты. Статья опубликована в выпуске журнала Astrophysical Journal от 20 сентября.Хотя темная материя невидима, она считается основным гравитационным каркасом, на котором построены звезды и галактики.
Понимание темной материи может дать ключ к разгадке того, как большие структуры, такие как галактики и скопления галактик, были собраны миллиарды лет назад.Исследование Хаббла показывает, что большинство шаровых скоплений в Abell 1689 сформировалось около центра скопления галактик, которое содержит глубокий колодец темной материи.
Их количество уменьшается по мере удаления Хаббла от ядра, что соответствует сопоставимому уменьшению количества темной материи.«Шаровые скопления — это окаменелости самого раннего звездообразования в Abell 1689, и наша работа показывает, что они очень эффективно формировались в более плотных областях темной материи около центра галактического скопления», — сказал Блейксли. «Наши результаты согласуются с исследованиями шаровых скоплений в других скоплениях галактик, но расширяют наши знания на регионы с более высокой плотностью темной материи».Астрономы использовали усовершенствованную камеру Хаббла для исследований, чтобы заглянуть глубоко в сердце Abell 1689, обнаружив свечение в видимом свете 10 000 шаровых скоплений, некоторые из которых имеют тусклый свет до 29-й звездной величины. Основываясь на этом числе, команда Блейксли подсчитала, что более 160 000 шаровых скоплений сгруппированы в пределах диаметра 2,4 миллиона световых лет. «Несмотря на то, что мы смотрим вглубь скопления, мы видим только самые яркие шаровые скопления и только около центра Abell 1689, куда был направлен Хаббл», — сказал он.
Яркость большинства шаровых скоплений оценивается в 31 звездную величину. Это недостижимо для Хаббла, но не для космического телескопа НАСА Джеймса Уэбба, инфракрасной обсерватории, запуск которой запланирован на конец этого десятилетия. Ослабев, Уэбб сможет увидеть гораздо больше шаровых скоплений.
Стремление Блейксли использовать Хаббл для проведения переписи шарового скопления в Абелле 1689 началось 10 лет назад после того, как астронавты добавили усовершенствованную камеру для обзоров в арсенал научных инструментов Хаббла. Анализируя некоторые данные гравитационного линзирования Abell 1689, полученные с помощью недавно установленной камеры, Блейксли заметил точки света, усеянные на изображениях.
Точки оказались самыми яркими членами многочисленной популяции шаровых скоплений.