Скопление галактик

Составное изображение пяти галактик, сгруппированных вместе всего через 600 миллионов лет после рождения Вселенной. ^[1]

Скопление галактик или скопление галактик — это структура, состоящая из сотен или тысяч галактик , связанных между собой гравитацией . ^[1] с типичной массой от 10 ¹⁴ до 10 ¹⁵ солнечные массы . Это вторые по величине известные гравитационно-связанные структуры во Вселенной после некоторых сверхскоплений (из которых только одно, сверхскопление Шепли известно, что связано ). Считалось, что они являются крупнейшими известными структурами во Вселенной до 1980-х годов, когда были открыты сверхскопления . ^[2] Одной из ключевых особенностей кластеров является внутрикластерная среда (ВКМ). ICM состоит из нагретого газа между галактиками и имеет пиковую температуру от 2 до 15 кэВ, которая зависит от общей массы скопления. Скопления галактик не следует путать с галактическими скоплениями (также известными как рассеянные скопления ), которые представляют собой звездные скопления внутри галактик, или с шаровыми скоплениями , которые обычно вращаются вокруг галактик. Небольшие скопления галактик называются группами галактик, а не скоплениями галактик. Группы и скопления галактик сами могут группироваться вместе, образуя сверхскопления.

Известные скопления галактик в относительно близкой Вселенной включают скопление Девы , скопление Печи , скопление Геркулеса и скопление Комы . Очень большое скопление галактик, известное как Великий Аттрактор , в котором доминирует скопление Норма , достаточно массивно, чтобы влиять на локальное расширение Вселенной . Известные скопления галактик в далекой Вселенной с большим красным смещением включают SPT-CL J0546-5345 и SPT-CL J2106-5844 , самые массивные скопления галактик, обнаруженные в ранней Вселенной. В последние несколько десятилетий было обнаружено, что они также являются значимыми местами ускорения частиц, и эта особенность была обнаружена путем наблюдения за нетепловым диффузным радиоизлучением, таким как радиоореолы и радиореликвии . С помощью рентгеновской обсерватории «Чандра» такие структуры, как холодные фронты и ударные волны во многих скоплениях галактик также были обнаружены .

Основные свойства

Скопления галактик обычно обладают следующими свойствами:

Они содержат от 100 до 1000 галактик, горячий газ, излучающий рентгеновские лучи , и большое количество темной материи . ^[4] Подробности описаны в разделе «Состав».
Распределение трех компонентов в кластере примерно одинаковое. ^{[ нужна ссылка ]}
Их общая масса равна 10 ¹⁴ до 10 ¹⁵ солнечные массы.
Обычно они имеют диаметр от 1 до 5 Мпк (см. 10 ²³ м для сравнения расстояний).
Разброс скоростей отдельных галактик составляет около 800–1000 км/с.

Состав

Есть три основных компонента скопления галактик. Они сведены в таблицу ниже: ^[2]

Название компонентов	Массовая доля	Описание
Галактики	1%	В оптических наблюдениях видны только галактики
Межгалактический газ во внутрикластерной среде	9%	Плазма между галактиками имеет высокую температуру и излучает рентгеновское излучение за счет теплового тормозного излучения.
Темная материя	90%	Самый массивный компонент, но не может быть обнаружен оптически и определяется гравитационными взаимодействиями.

Классификация

Скопления галактик подразделяются на типы I, II и III в зависимости от морфологии. ^[5]^[6]

Скопления галактик как измерительные инструменты

Гравитационное красное смещение

Скопления галактик использовались Радеком Войтаком из Института Нильса Бора при Копенгагенском университете для проверки предсказаний общей теории относительности : потери энергии из-за выхода света из гравитационного поля. Фотоны, испускаемые из центра скопления галактик, должны терять больше энергии, чем фотоны, исходящие из края скопления, поскольку в центре гравитация сильнее. Свет, излучаемый из центра кластера, имеет большую длину волны, чем свет, исходящий от края. Этот эффект известен как гравитационное красное смещение . Используя данные, собранные по 8000 скоплениям галактик, Войтак смог изучить свойства гравитационного красного смещения для распределения галактик в скоплениях. Он обнаружил, что свет от скоплений смещается в красную сторону пропорционально расстоянию от центра скопления, как и предсказывает общая теория относительности. Результат также убедительно подтверждает с лямбда-холодной темной материей модель Вселенной , согласно которой большая часть космоса состоит из темной материи , которая не взаимодействует с материей. ^[7]

Гравитационное линзирование

Скопления галактик также используются из-за их сильного гравитационного потенциала в качестве гравитационных линз для увеличения дальности действия телескопов. Гравитационное искажение пространства-времени происходит вблизи массивных скоплений галактик и искривляет путь фотонов, создавая космическую лупу. Это можно сделать с помощью фотонов любой длины волны от оптического до рентгеновского диапазона. Последнее сложнее, поскольку скопления галактик испускают много рентгеновских лучей. Однако рентгеновское излучение все равно может быть обнаружено при объединении рентгеновских данных с оптическими данными. Одним из частных случаев является использование скопления галактик Феникс для наблюдения за карликовой галактикой на ранних высокоэнергетических стадиях звездообразования. ^[8]

Список

Известные кластеры
Кластер	Примечания
Скопление Девы	Ближайшее массивное скопление галактик
Кластер Норма	Скопление в центре Великого Аттрактора
Кластер пуль	Слияние кластеров с первым наблюдаемым разделением темной материи и нормальной материи.
Здесь перечислены некоторые из наиболее примечательных кластеров; дополнительные кластеры см. в статье со списком.

Галерея

Слева: изображение космического телескопа «Хаббл» (2017 г.) Справа: изображение космического телескопа Джеймса Уэбба (2022 г.) ^[9]

Глубокое поле – скопление галактик SMACS J0723.3-7327 . ^[10]^[11]^[12]^[13]^[14]^[15]

Abell 2744 Скопление галактик - чрезвычайно далекие галактики, обнаруженные с помощью гравитационного линзирования (16 октября 2014 г.). ^[16]^[17]

Изображения

Скопление галактик SPT-CL J0615-5746 . ^[18]
Скопление галактик RXC J0232.2-4420 . ^[19]
Скопление галактик RXC J0032.1+1808 в рамках программы RELICS . ^[20]
Массивное скопление галактик PSZ2 G138.61-10.84 находится на расстоянии около шести миллиардов световых лет. ^[21]
HAWK-I и Хаббл исследуют скопление RCS2 J2327 с массой в два квадриллиона Солнц. ^[22]
Abell 2537 полезен для исследования космических явлений, таких как темная материя и темная энергия. ^[23]
Abell 1300 действует как линза, изгибая саму ткань пространства вокруг себя. ^[24]
Скопление галактик WHL J24.3324-8.477. ^[25]
Фоновая галактика была гравитационно линзирована промежуточным скоплением галактик. ^[26]
Изображение « смайлик » — скопление галактик (SDSS J1038+4849) и гравитационное линзирование ( кольцо Эйнштейна ) ( HST ). ^[27]
Скопление галактик SpARCS1049, сделанное Спитцером и космическим телескопом Хаббл. ^[28]
Скопление галактик MOO J1142+1527, обнаруженное в ходе MaDCoWS исследования
Abell 2744 Скопление галактик ( HST ). ^[16]
Увеличение далекой Вселенной с помощью MACS J0454.1-0300 . ^[29]
Турбулентность может препятствовать охлаждению скоплений галактик; иллюстрировано: скопление Персея и скопление Девы ( рентгеновский снимок Чандры ).
MACS0416.1-2403, изображение HST
Скопление галактик Abell 2813 (также известное как ACO 2813), снимок космического телескопа Хаббла НАСА/ЕКА.
Зверинец галактик — скопление галактик ACO S 295.
Космическая вспышка линзы
Хаббл обнаружил три изображения далекой сверхновой
Массивное скопление галактик под названием WHL0137-08.
Скопление галактик, известное как «Эль-Гордо».
Наблюдение с космического телескопа Джеймса Уэбба массивного скопления галактик RX J2129. ^[30]

Видео

Видео: Образование скопления галактик MRC 1138-262 (концепция художника).

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Хаббл обнаружил самый дальний из когда-либо виденных протоскоплений галактик» . Пресс-релиз ЕКА/Хаббла . Проверено 13 января 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б Кравцов А.В.; Боргани, С. (2012). «Формирование скоплений галактик». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 50 : 353–409. arXiv : 1205.5556 . Бибкод : 2012ARA&A..50..353K . doi : 10.1146/annurev-astro-081811-125502 . S2CID 119115331 .
^ «Скопление галактик IDCS J1426» . Проверено 11 января 2016 г.
^ «Чандра :: Полевое руководство по источникам рентгеновского излучения :: Группы и скопления галактик» .
^ Баутц, LP ; Морган, WW (декабрь 1970 г.). «К классификации форм скоплений галактик» (PDF) . Астрофизический журнал . 162 : Л149. Бибкод : 1970ApJ...162L.149B . дои : 10.1086/180643 . Идентификатор A&AA. ААА004.160.015 . Проверено 10 марта 2012 г.
^ Баутц, Лаура П .; Морган, WW (сентябрь 1970 г.). «Предварительная классификация скоплений галактик» (PDF) . Бюллетень Американского астрономического общества . 2 : 294. Бибкод : 1970BAAS....2R.294B . Идентификатор A&AA. ААА004.160.006 . Проверено 10 марта 2012 г.
^ Юдхиджит, Бхаттачарджи. «Скопления галактик подтверждают теорию относительности Эйнштейна» . Проводной . Проверено 4 апреля 2022 г.
^ Чу, Дженнифер (15 октября 2019 г.). «Астрономы используют гигантское скопление галактик в качестве увеличительной линзы для рентгеновских лучей» . Новости МТИ . Проверено 4 апреля 2022 г.
^ Чоу, Дениз; У, Цзячуань (12 июля 2022 г.). «Фотографии: сравнение изображений телескопа Уэбба с фотографиями Хаббла: телескоп НАСА стоимостью 10 миллиардов долларов заглядывает в космос глубже, чем когда-либо, раскрывая ранее необнаружимые детали космоса» . Новости Эн-Би-Си . Проверено 16 июля 2022 г.
^ Гарнер, Роб (11 июля 2022 г.). «Уэбб НАСА предоставил самое глубокое инфракрасное изображение Вселенной» . НАСА . Архивировано из оригинала 12 июля 2022 года . Проверено 12 июля 2022 г.
^ Прощай, Деннис; Чанг, Кеннет; Танкерсли, Джим (11 июля 2022 г.). «Байден и НАСА поделились первым изображением космического телескопа Уэбба. В понедельник из Белого дома человечество впервые увидело то, что видела космическая обсерватория: скопление ранних галактик» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 12 июля 2022 года . Проверено 12 июля 2022 г.
^ Пауччи, Фабио (15 июля 2022 г.). «Как снимки «ничего» изменили астрономию. Глубокие изображения «пустых» областей неба, полученные с помощью Уэбба и других космических телескопов, открывают больше Вселенной, чем мы когда-либо считали возможным» . Научный американец . Проверено 16 июля 2022 г.
^ Делисо, Мередит; Лонго, Мередит; Ротенберг, Николас (14 июля 2022 г.). «Изображения телескопа Хаббл и Джеймса Уэбба: посмотрите на разницу» . Новости АВС . Проверено 15 июля 2022 г.
^ Кузер, Аманда (13 июля 2012 г.). «Сравнение изображений, полученных космическими телескопами Хаббла и Джеймса Уэбба: посмотрите на разницу — космический телескоп Джеймса Уэбба опирается на наследие Хаббла и предлагает потрясающие новые виды космоса» . CNET . Проверено 16 июля 2022 г.
^ Аткинсон, Нэнси (2 мая 2022 г.). «Теперь мы наконец можем сравнить Уэбба с другими инфракрасными обсерваториями» . Вселенная сегодня . Архивировано из оригинала 10 мая 2022 года . Проверено 12 мая 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б Клавин, Уитни; Дженкинс, Энн; Виллард, Рэй (7 января 2014 г.). «Команда НАСА Хаббл и Спитцер собираются исследовать далекие галактики» . НАСА . Проверено 8 января 2014 г.
^ Чоу, Фелесия; Уивер, Донна (16 октября 2014 г.). «РЕЛИЗ 14-283 – Хаббл НАСА находит чрезвычайно далекую галактику через космическую увеличительное стекло» . НАСА . Проверено 17 октября 2014 г.
^ «Далекий и древний» . www.spacetelescope.org . Проверено 6 мая 2019 г.
^ «Струны бездомных звезд» . www.spacetelescope.org . Проверено 11 июня 2018 г.
^ «От малышей до младенцев» . www.spacetelescope.org . Проверено 7 мая 2018 г.
^ «Приближение к происхождению Вселенной» . www.spacetelescope.org . Проверено 16 апреля 2018 г.
^ «HAWK-I и Хаббл исследуют скопление с массой двух квадриллионов Солнц» . www.eso.org . Проверено 25 декабря 2017 г.
^ «Полосы и полосы» . www.spacetelescope.org . Проверено 27 ноября 2017 г.
^ «Космические РЕЛИКИ» . www.spacetelescope.org . Проверено 6 ноября 2017 г.
^ «Космическая археология» . www.spacetelescope.org . Проверено 24 октября 2017 г.
^ «Хаббл вышел за рамки возможного, чтобы обнаружить скопления новых звезд в далекой галактике» . www.spacetelescope.org . Проверено 12 июля 2017 г. .
^ Лофф, Сара; Данбар, Брайан (10 февраля 2015 г.). «Хаббл видит улыбающуюся линзу» . НАСА . Проверено 10 февраля 2015 г.
^ «Изображение скопления галактик SpARCS1049» . Проверено 11 сентября 2015 г.
^ «Увеличение далекой Вселенной» . Фотография недели ЕКА/Хаббла . Проверено 10 апреля 2014 г.
^ «Видеть тройку» . 18 октября 2023 г.

[Hubble_protocluster-1] Jump up to: ^а ^б «Хаббл обнаружил самый дальний из когда-либо виденных протоскоплений галактик» . Пресс-релиз ЕКА/Хаббла . Проверено 13 января 2012 г.

[Kravtsov2012-2] Jump up to: ^а ^б Кравцов А.В.; Боргани, С. (2012). «Формирование скоплений галактик». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 50 : 353–409. arXiv : 1205.5556 . Бибкод : 2012ARA&A..50..353K . doi : 10.1146/annurev-astro-081811-125502 . S2CID 119115331 .

[3] «Скопление галактик IDCS J1426» . Проверено 11 января 2016 г.

[4] «Чандра :: Полевое руководство по источникам рентгеновского излучения :: Группы и скопления галактик» .

[Bautz-Morgan_1970b-5] Баутц, LP ; Морган, WW (декабрь 1970 г.). «К классификации форм скоплений галактик» (PDF) . Астрофизический журнал . 162 : Л149. Бибкод : 1970ApJ...162L.149B . дои : 10.1086/180643 . Идентификатор A&AA. ААА004.160.015 . Проверено 10 марта 2012 г.

[Bautz-Morgan_1970a-6] Баутц, Лаура П .; Морган, WW (сентябрь 1970 г.). «Предварительная классификация скоплений галактик» (PDF) . Бюллетень Американского астрономического общества . 2 : 294. Бибкод : 1970BAAS....2R.294B . Идентификатор A&AA. ААА004.160.006 . Проверено 10 марта 2012 г.

[7] Юдхиджит, Бхаттачарджи. «Скопления галактик подтверждают теорию относительности Эйнштейна» . Проводной . Проверено 4 апреля 2022 г.

[8] Чу, Дженнифер (15 октября 2019 г.). «Астрономы используют гигантское скопление галактик в качестве увеличительной линзы для рентгеновских лучей» . Новости МТИ . Проверено 4 апреля 2022 г.

[NBC-20220712-9] Чоу, Дениз; У, Цзячуань (12 июля 2022 г.). «Фотографии: сравнение изображений телескопа Уэбба с фотографиями Хаббла: телескоп НАСА стоимостью 10 миллиардов долларов заглядывает в космос глубже, чем когда-либо, раскрывая ранее необнаружимые детали космоса» . Новости Эн-Би-Си . Проверено 16 июля 2022 г.

[NASA-20220711-10] Гарнер, Роб (11 июля 2022 г.). «Уэбб НАСА предоставил самое глубокое инфракрасное изображение Вселенной» . НАСА . Архивировано из оригинала 12 июля 2022 года . Проверено 12 июля 2022 г.

[NYT-20220711-11] Прощай, Деннис; Чанг, Кеннет; Танкерсли, Джим (11 июля 2022 г.). «Байден и НАСА поделились первым изображением космического телескопа Уэбба. В понедельник из Белого дома человечество впервые увидело то, что видела космическая обсерватория: скопление ранних галактик» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 12 июля 2022 года . Проверено 12 июля 2022 г.

[SA-202207-12] Пауччи, Фабио (15 июля 2022 г.). «Как снимки «ничего» изменили астрономию. Глубокие изображения «пустых» областей неба, полученные с помощью Уэбба и других космических телескопов, открывают больше Вселенной, чем мы когда-либо считали возможным» . Научный американец . Проверено 16 июля 2022 г.

[ABC-20220714-13] Делисо, Мередит; Лонго, Мередит; Ротенберг, Николас (14 июля 2022 г.). «Изображения телескопа Хаббл и Джеймса Уэбба: посмотрите на разницу» . Новости АВС . Проверено 15 июля 2022 г.

[CNET-20120713-14] Кузер, Аманда (13 июля 2012 г.). «Сравнение изображений, полученных космическими телескопами Хаббла и Джеймса Уэбба: посмотрите на разницу — космический телескоп Джеймса Уэбба опирается на наследие Хаббла и предлагает потрясающие новые виды космоса» . CNET . Проверено 16 июля 2022 г.

[UT-20220502-15] Аткинсон, Нэнси (2 мая 2022 г.). «Теперь мы наконец можем сравнить Уэбба с другими инфракрасными обсерваториями» . Вселенная сегодня . Архивировано из оригинала 10 мая 2022 года . Проверено 12 мая 2022 г.

[NASA-20140107-16] Jump up to: ^а ^б Клавин, Уитни; Дженкинс, Энн; Виллард, Рэй (7 января 2014 г.). «Команда НАСА Хаббл и Спитцер собираются исследовать далекие галактики» . НАСА . Проверено 8 января 2014 г.

[NASA-20141016-17] Чоу, Фелесия; Уивер, Донна (16 октября 2014 г.). «РЕЛИЗ 14-283 – Хаббл НАСА находит чрезвычайно далекую галактику через космическую увеличительное стекло» . НАСА . Проверено 17 октября 2014 г.

[18] «Далекий и древний» . www.spacetelescope.org . Проверено 6 мая 2019 г.

[19] «Струны бездомных звезд» . www.spacetelescope.org . Проверено 11 июня 2018 г.

[20] «От малышей до младенцев» . www.spacetelescope.org . Проверено 7 мая 2018 г.

[21] «Приближение к происхождению Вселенной» . www.spacetelescope.org . Проверено 16 апреля 2018 г.

[22] «HAWK-I и Хаббл исследуют скопление с массой двух квадриллионов Солнц» . www.eso.org . Проверено 25 декабря 2017 г.

[23] «Полосы и полосы» . www.spacetelescope.org . Проверено 27 ноября 2017 г.

[24] «Космические РЕЛИКИ» . www.spacetelescope.org . Проверено 6 ноября 2017 г.

[25] «Космическая археология» . www.spacetelescope.org . Проверено 24 октября 2017 г.

[26] «Хаббл вышел за рамки возможного, чтобы обнаружить скопления новых звезд в далекой галактике» . www.spacetelescope.org . Проверено 12 июля 2017 г. .

[NASA-20150210-27] Лофф, Сара; Данбар, Брайан (10 февраля 2015 г.). «Хаббл видит улыбающуюся линзу» . НАСА . Проверено 10 февраля 2015 г.

[28] «Изображение скопления галактик SpARCS1049» . Проверено 11 сентября 2015 г.

[29] «Увеличение далекой Вселенной» . Фотография недели ЕКА/Хаббла . Проверено 10 апреля 2014 г.

[30] «Видеть тройку» . 18 октября 2023 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

v т и Галактики
Морфология	Диск Чечевицеобразный запрещенный незапрещённый Спираль анемичный запрещенный хлопьевидный грандиозный дизайн средний Магелланов незапрещённый Карликовая галактика эллиптический нерегулярный сфероидальный спираль Эллиптическая галактика компакт-диск Нерегулярный запрещенный Своеобразный Кольцо Полярный
Структура	Активное ядро галактики Бар Выпуклость Центральный массивный объект Галактический Центр Гало темной материи Диск Дисковая галактика Гало корона Галактический самолет Галактический хребет Межзвездная среда Протогалактика Галактическая нить Спиральный рукав Сверхмассивная черная дыра Ультрамассивный
Активные ядра	Блазар ЛАЙНЕР Маркарян Квазар BL Объект Ящерица Радио Х-образный ДРАГН. Релятивистский реактивный самолет Seyfert
Энергичные галактики	Лайман-альфа излучатель Лайман-брейк Светящийся инфракрасный УЛИРГ HLIRG ЭЛИРГ Звездообразование Синий компактный карлик возможно бледно-голубой Светящаяся инфракрасная галактика Горячая пыль скрыта Галактика зеленой фасоли Объект Ханни Галактика Вольфа-Райе
Низкая активность	Низкая поверхностная яркость Ультра диффузный Темная галактика Красный самородок Синий самородок Мертвый диск
Взаимодействие	Поле Галактический прилив Группы и кластеры группа кластер Ярчайшее скопление галактик группа ископаемых Взаимодействие слияние столкновение каннибализм Медуза Спутник Звездный поток Сверхскопления Стены Пустоты и суперпустоты пустота галактики
Списки	Галактики Галактики названы в честь людей Самый большой Ближайший Полярное кольцо Кольцо Спираль Группы и кластеры Большие группы квазаров Квазары Список самых далеких астрономических объектов Звездообразные галактики Сверхскопления Пустоты
См. также	Внегалактическая астрономия Галактическая астрономия Галактическая система координат Галактическая обитаемая зона Галактические магнитные поля Галактическая ориентация Галактический квадрант Диаграмма цвета и величины галактики Формирование и эволюция галактик Кривая вращения галактики Гравитационная линза Гравитационное микролинзирование Прославленный проект Межгалактическая пыль Межгалактические звезды Межгалактическое путешествие Звезды населения III Галактика X (галактика)
Категория Портал