銀河の超クラスターがビッグバンの手がかりを与える

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画像クレジット:ESO
銀河団は宇宙の非常に大きな構成要素です。これらの巨大な構造には数百から数千の銀河が含まれ、あまり目立たないが同様に興味深い「ダークマター」が追加されており、その起源は依然として天文学者を圧倒しており、太陽の質量は数億から数億の質量です。たとえば、比較的近くにある昏睡星団には数千の銀河が含まれており、直径は2000万光年を超えています。もう1つの有名な例は、約5,000万光年の距離にある乙女座の星団であり、それでも空で10度を超える角度に広がっています。

銀河のクラスターは、宇宙の最も密な領域に形成されます。そのため、灯台が海岸線をトレースするのと同じように、宇宙の大規模構造のバックボーンを完全にトレースします。したがって、銀河団の研究は、私たちが住んでいる巨大な空間の構造について教えてくれます。

REFLEX調査
このアイデアに続き、ヨーロッパの天文学者チームが、ハンスベーリンガー(MPE、ドイツ、ガルヒング)、ルイージグッツォ(INAF、ミラノ、イタリア)、クリスA.コリンズ(JMU、リバプール)、ピーターシュッカー( MPE、Garching)は、これらの巨大な構造の10年にわたる研究に着手し、銀河団の最も大規模なクラスターを見つけようとしました。

クラスターの光学的に見えない質量の約5分の1は、数千万度のオーダーの非常に高温の拡散ガスの形であるため、銀河のクラスターは強力なX線放射を生成します。したがって、それらはX線衛星によって最もよく発見されます。

したがって、この基礎研究では、天文学者は、ドイツのROSAT衛星調査ミッションによって編集されたX線スカイアトラスからのデータを使用して候補オブジェクトを選択することから始めました。これはほんの始まりに過ぎませんでした。その後、多くの面倒な作業が続きました。可視光でこれらのオブジェクトを最終的に特定し、クラスター候補の距離(つまり赤方偏移)を測定しました。

赤方偏移の決定は、1992年から1999年にかけて、チリのESOラシーラ天文台でいくつかの望遠鏡を使用して行われました。明るい天体は、ESO 1.5 mおよびESO / MPG 2.2 m望遠鏡で観測されました。より遠くでかすかな物体には、ESO 3.6 m望遠鏡が使用されました。

これらの望遠鏡で実施される12年にわたるプログラムは、天文学者にREFLEX(ROSAT-ESOフラックス限定X線)クラスター調査として知られています。南の空にある銀河の447の最も明るいX線クラスターの特徴を備えたユニークなカタログの発行で、それは今終わりました。これらのうち、半分以上のクラスターがこの調査中に発見されました。

暗黒物質の内容を制限する
銀河団は、宇宙に均一に分布しているわけではありません。代わりに、それらはさらに大きな構造、「スーパークラスター」に集まる傾向があります。したがって、銀河に集まる星、クラスターに集まる銀河、スーパークラスターに結びついた銀河から、宇宙は最小から最大まですべてのスケールで構造化を示します。これは、宇宙の非常に初期の(形成)時代、いわゆる「インフレ」時代の遺物です。当時、ビッグバンからわずか1秒後にほんのわずかな割合で、小さな密度の変動が増幅され、長い年月をかけて、より大きな構造が誕生しました。

現在観測されている最初のゆらぎと巨大な構造の間のリンクのため、この種の最大のREFLEXカタログにより、天文学者は宇宙の内容、特に暗黒物質の量にかなりの制約を課すことができますそれを蔓延すると信じていた。興味深いことに、これらの制約は、非常に遠方の超新星の研究(ESO PR 21/98を参照)や宇宙マイクロ波背景の分析(たとえばWMAP衛星)。実際、新しいREFLEX研究は、上記の方法を非常に補完しています。

REFLEXチームは、宇宙の平均密度は「臨界密度」の0.27から0.43倍の範囲内であり、現在までこの値に最も強い制約を提供していると結論付けています。最新の超新星の研究と組み合わせると、REFLEXの結果は、暗黒エネルギーの性質が何であれ、アインシュタインの宇宙定数を持つ宇宙を厳密に模倣していることを意味します。

巨大なパズル
REFLEXカタログは、他の多くの有用な目的にも役立ちます。これにより、天文学者はこれらのクラスター内のガスの加熱に寄与する詳細なプロセスをよりよく理解できるようになります。また、銀河団の環境が個々の銀河に与える影響を調べることもできます。さらに、カタログは、クラスターが巨大な拡大レンズとして機能する巨大な重力レンズを探すための良い出発点です。これにより、現在の望遠鏡では検出されない、最も暗い物体や最も遠い物体を効果的に観察できます。

しかし、Hans B?hringer氏は次のように述べています。「おそらく、このカタログの最も重要な利点は、各単一クラスターのプロパティをサンプル全体と比較できることです。これが調査の主な目標です。巨大なパズルのピースを組み立てて壮大なビューを構築します。すべてのピースが新しい、より包括的な意味を獲得します。」

元のソース:ESOニュースリリース

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