На прошлой неделе в рубрике Вселенная «Хаббла» было опубликовано изображение сталкивающегося скопления галактик MACS 0717. Будучи составленным из снимков, полученных на разных длинах электромагнитных волн, изображение показало замечательные подробности в далеком скоплении: струи и волокна горячего газа, а также исполинские ударные волны, в сравнении с которым наша Галактика, Млечный Путь, кажется сущим карликом.

На этот раз вашему вниманию предлагается снимок другого скопления галактик, MACS J0416.1-2403 (или MACS 0416 для краткости), недавно опубликованный на сайте космического телескопа им. Хаббла. (Оба скопления являются целями для программы Hubble Frontier Fields, изучающей очень далекие сверхмассивные скопления галактик.)

сталкивающиеся скопления галактик

Скопление галактик MACS 0416 в созвездии Эридана. Изображение состоит из снимков, сделанных в инфракрасном, видимом, рентгеновском и радиоизлучении. © NASA, ESA, CXC, NRAO/AUI/NSF, STScI, and G. Ogrean (Stanford University)

Как и изображение недельной давности, данный снимок представляет собой наложение нескольких фотографий, полученных в оптике, инфракрасном, рентгеновском и радиодиапазоне спектра. Только вдумайтесь: мириады овальных и веретенообразных пятнышек света на снимке являются далекими галактиками, подобными Млечному Пути! Каждая из этих галактик состоит из сотен миллиардов звезд! Вообще говоря, на фото только два объекта, принадлежащих Млечному Пути, — это звезды, находящиеся в нижней части снимка (по центру и справа). Из-за особенностей конструкции телескопа звезды имеют четыре длинных луча.

Звезды и галактики составляют фон, подложку изображения; они были сфотографированы «Хабблом» в видимых и тепловых лучах. Поверх этого снимка наложено мягкое свечение фиолетового, синего и розового цветов. Это изображение того же участка неба, скомбинированное из наблюдений орбитальной рентгеновской обсерватории «Чандра» и радиотелескопа Сверхбольшая Антенная Решётка (Very Large Array) обсерватории NRAO.

Получившаяся картина, похожая внешне на узор в калейдоскопе, кажется на первый взгляд спокойной и безмятежной. Но впечатление это обманчиво: скопление MACS 0416 очень активно, о чем свидетельствует его яркое свечение в радио- и рентгеновском диапазонах. На самом деле MACS 0416 состоит из двух сталкивающихся скоплений галактик. Чрезвычайно разреженный, не видимый на обычных фотографиях, межгалактический газ заполняет пространство между галактиками в скоплениях. Когда под действием гравитации скопления начинают сближаться, первым сталкивается газ. Разогреваясь, он начинает излучать на разных длинах электромагнитных волн, и особенно ярко в рентгене.

Скопление MACS 0416 очень далеко от Земли — расстояние до него астрономы оценивают в 4,3 миллиарда световых лет. Фактически, на фото мы видим свет, испущенный в то время, когда Земля только сформировалась как космическое тело. (Свыше 4-х миллиардов лет он беспрепятственно путешествовал по Вселенной, пока не был поглощен матрицей приемника. Этот факт говорит нам помимо огромных масштабов Вселенной о том, насколько она пуста!) Общая масса MACS 0416 очень велика и составляет многие триллионы масс Солнца. Не будем забывать, что помимо звезд и газа в состав скоплений галактик входит и таинственная темная материя, которую можно обнаружить лишь по силе ее тяготения.

Присутствие темной материи можно заметить и на этом снимке. Масса MACS 0416 настолько велика, что заметно искривляет пространство в своих окрестностях — в полном соответствии с Общей теорией относительности Эйнштейна. Этот поразительный эффект хорошо заметен на фото. Присмотритесь: по краям скопления видны странные изогнутые нити. Это еще более далекие галактики, свет которых прошел через искривленное пространство MACS 0416. В результате мы видим эти галактики до неузнаваемости искаженными, как в кривом зеркале. Фактически, MACS 0416 действует как гигантская увеличительная линза. Используя этот эффект, астрономы могут исследовать самые ранние галактики, сформировавшиеся спустя несколько сот миллионов лет после рождения Вселенной.