Тисячі скупчень галактик роками залишалися непоміченими у найдавнішому світлі Всесвіту. Виявити їх вдалося не за власним випромінюванням, а за характерним відбитком, який вони залишають на реліктовому випромінюванні — відлунні Великого вибуху. Значну частину цих систем астрономи зафіксували вперше.
Тінь на реліктовому випромінюванні
Скупчення галактик належать до найбільших структур Всесвіту, які утримує разом гравітація. У кожному зібрані сотні або тисячі галактик, гарячий газ і величезна маса темної матерії.
Через свій колосальний масштаб такі системи є індикаторами для перевірки теорій про темну матерію і темну енергію. За ними також простежують, як структура Всесвіту зростала впродовж мільярдів років.
Щоб виявити ці скупчення, дослідники не фотографували галактики напряму. Натомість вони шукали ледь помітні зміни у реліктовому випромінюванні, слабкому відлунні Великого вибуху. Коли це давнє світло проходить крізь скупчення, високоенергетичні частинки гарячого газу залишають на ньому характерний відбиток. Явище отримало назву на честь фізиків Рашида Суняєва і Якова Зельдовича.
Детектори на полюсі
Каталог склали в межах експерименту SPT 3G, як повідомляє Universe Today. Камеру для нього оновили у 2017 році, встановивши шістнадцять тисяч детекторів, виготовлених у Аргоннській національній лабораторії.
Обладнання працює на Південнополярному телескопі поблизу станції «Амундсен-Скотт» в Антарктиді. Сухе і розріджене повітря над полюсом майже не заважає спостереженням у міліметровому діапазоні, тому це одне з найкращих місць на Землі для такої роботи.
Дві третини гарячого газу зафіксували вперше
Оглядом охопили близько чотирьох відсотків неба. Спершу з даних відібрали 8892 кандидати, а 7190 з них підтвердили за оптичними та інфрачервоними даними огляду Dark Energy Survey.
Приблизно п’ята частина цих скупчень не траплялася в жодному попередньому каталозі. Для двох третин усієї вибірки гарячий газ вдалося зафіксувати взагалі вперше. Найдавніші системи існували понад 7,8 млрд років тому, коли Всесвіт був іще порівняно молодим.
Сигнал не згасає з відстанню
Відбиток гарячого газу на реліктовому світлі майже не залежить від того, наскільки далеко розташоване скупчення, тоді як звичайне світло галактик з відстанню слабшає. Завдяки цій властивості за таким методом однаково добре знаходять і близькі, і дуже далекі системи.
У каталозі виявилося і дещо несподіване. У давніших скупченнях зафіксували помітно більше випромінювання від пилу, що вказує на зміну темпів зореутворення навколо цих гігантських систем із віком Всесвіту.
Команда та наступні кроки
Керувала дослідженням Ліндсі Блім з Аргоннської національної лабораторії. Перевіркою даних, яка засвідчує, що виявлені скупчення реальні, а не статистичний шум, займалася аспірантка Чиказького університету Кайла Корноельє.
Незабаром до цих результатів додадуться дані оглядів з обсерваторії імені Вери Рубін у Чилі та космічної місії Euclid від ESA. Нові спостереження розширять каталог за рахунок ще більшої кількості далеких скупчень.
