Фотография: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA). 13 октября 2011 года.

Скопление MACS J1206.2-0847 (или проще MACS 1206) — одна из первых целей исследования, которое позволит астрономам создать высокодетализированную карту темной материи во множестве галактических скоплений. Такие карты используются для проверки результатов исследований, свидетельствующих о том, что тёмная материя сконцентрирована в галактических скоплениях гораздо сильнее, чем предсказывали существующие научные модели. Это может означать, что формирование таких скоплений началось гораздо раньше, чем предполагалось.

Целью проекта CLASH (The Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble — изучение сверхновых и эффекта линзирования галактических скоплений) является высокоточное измерение распределения темной материи в 25 массивных скоплениях галактик. На момент публикации фотографии команда CLASH уже получила детальные снимки 6 из 25 запланированных скоплений.

Темная материя составляет значительную часть массы Вселенной, но может быть обнаружена только косвенно: измерением её гравитационного воздействия на окружающие видимые объекты, а также на сам свет, который она искажает подобно кривому зеркалу.

Галактические скопления, такие как MACS 1206, являются идеальными объектами для изучения гравитационных эффектов тёмной материи, так как являются самыми массивными удерживаемыми гравитацией объектами во Вселенной. Из-за невероятных сил притяжения, эти скопления ведут себя как гигантские космические линзы: усиливают, искажают и преломляют любой свет, проходящий через них. Такое явление называется гравитационным линзированием.

Из-за эффекта линзирования мы можем заметить на фотографии несколько изображений одного и того же удалённого объекта. Искажения количества и форм галактик, находящихся позади скопления, позволяют визуально оценить массу и распределение темной материи. Эти искажения являются доказательством того, что значительная часть массы в скоплении приходится именно на долю темной материи, так как если бы влияние оказывали только видимые объекты, искажения были бы намного слабее.

MACS 1206 лежит в 5 миллиардах световых лет от Земли. Исследования CLASH опираются на уникальную способность Хаббла находить множественные изображения галактик в скоплениях. Она позволяет ученым изучить 47 множественных изображений 12 обнаруженных на фотографии галактик.

Среди исследований, дополняющих работу Хаббла, одними из самых значительных являются наблюдения Очень Большого Телескопа (Very Large Telescope), принадлежащего Европейской Южной Обсерватории (European Southern Observatory). В отличии от Хаббла, который делаюет снимки в видимом диапазоне, VLT занимается спектроскопическими исследованиями, в которых свет галактик разделяется на компоненты, позволяя ученым делать выводы о свойствах галактик, например их размерах и химическом составе.

С помощью высокотехнологичных камер Хаббла: улучшеной обзорной камеры и широкоугольной камеры, исследования CLASH могут исследовать широкий диапазон волн: от ультрафиолетовых до инфракрасных. Это необходимо для измерения расстояний и детального изучения линзированных галактик. Камеры Хаббла позволяют изучать галактики, в четыре раза менее яркие, чем различимые наземными телескопами.

Пока точно не известно когда сформировались первые галактические скопления, но предполагается, что это произошло не менее 9 миллиардов, а скорее всего, даже более 12 миллиардов лет назад. Если в остальных скоплениях, изучаемых CLASH, также обнаружится большая концентрация тёмной материи, то мы приблизимся к пониманию ранних этапов формирования Вселенной.

Телескопы будущего, такие как инфракрасная космическая обсерватория «Джеймс Уэбб», смогут изучать ещё более тусклые искаженные галактики в скоплениях, подобных MACS 1206, более точно определяя их спектр излучения и химический состав.

Подготовлено по материалам http://www.spacetelescope.org/images/heic1115a/