Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Структура, состоящая из гравитационно связанной агрегации сотен галактик.
Structure made up of a gravitationally bound aggregation of hundreds of galaxies
Кластер галактик, или скопление галактик, — это структура, состоящая из сотен до тысяч галактик, связанных между собой гравитацией. Одной из ключевых особенностей кластеров является внутрикластерная среда (ICM). Внутрикластерная среда состоит из нагретого газа между галактиками и имеет пиковую температуру от 2 до 15 кэВ, зависящую от общей массы скопления. Кластеры галактик не следует путать с галактическими скоплениями (также известными как рассеянные скопления), которые являются звездными скоплениями внутри галактик, или с шаровыми скоплениями, которые обычно вращаются вокруг галактик. Небольшие агрегаты галактик называют группами галактик, а не скоплениями. Группы и скопления галактик могут объединяться в суперскопления. В относительно близкой Вселенной известны такие скопления галактик, как скопление Девы, скопление Форнакса, скопление Геркулеса и скопление Комы. Очень большое скопление галактик, известное как Великий Аттрактор, в котором доминирует скопление Нормы, достаточно массивно, чтобы влиять на локальное расширение Вселенной. К заметным скоплениям галактик в далекой Вселенной с высоким красным смещением относятся SPT CL J0546 5345 и SPT CL J2106 5844 — самые массивные скопления галактик, обнаруженные в ранней Вселенной. В последние несколько десятилетий они также оказались важными местами ускорения частиц, что было установлено при наблюдении нетеплового диффузного радиоизлучения, такого как радиогало и радиореликты. С помощью рентгеновской обсерватории Чандра во многих скоплениях галактик были обнаружены такие структуры, как холодные фронты и ударные волны.
A galaxy cluster, or a cluster of galaxies, is a structure that consists of anywhere from hundreds to thousands of galaxies that are bound together by gravity, One of the key features of clusters is the intracluster medium (ICM). The ICM consists of heated gas between the galaxies and has a peak temperature between 2–15 keV that is dependent on the total mass of the cluster. Galaxy clusters should not be confused with galactic clusters (also known as open clusters), which are star clusters within galaxies, or with globular clusters, which typically orbit galaxies. Small aggregates of galaxies are referred to as galaxy groups rather than clusters of galaxies. The galaxy groups and clusters can themselves cluster together to form superclusters. Notable galaxy clusters in the relatively nearby Universe include the Virgo Cluster, Fornax Cluster, Hercules Cluster, and the Coma Cluster. A very large aggregation of galaxies known as the Great Attractor, dominated by the Norma Cluster, is massive enough to affect the local expansion of the Universe. Notable galaxy clusters in the distant, high redshift universe include SPT CL J0546 5345 and SPT CL J2106 5844, the most massive galaxy clusters found in the early Universe. In the last few decades, they are also found to be relevant sites of particle acceleration, a feature that has been discovered by observing non thermal diffuse radio emissions, such as radio halos and radio relics. Using the Chandra X ray Observatory, structures such as cold fronts and shock waves have also been found in many galaxy clusters.
Состав
В скоплении галактик выделяют три основных компонента. Они перечислены в таблице ниже:
There are three main components of a galaxy cluster. They are tabulated below:
Гравитационное красное смещение
Кластеры галактик были использованы Радеком Войтаком из Института Нильса Бора при Копенгагенском университете для проверки предсказаний общей теории относительности, касающихся потери энергии светом, покидающим гравитационное поле. Фотоны, испущенные из центра скопления галактик, должны терять больше энергии, чем фотоны, исходящие с периферии скопления, поскольку гравитация в центре сильнее. Свет, испущенный из центра скопления, имеет большую длину волны, чем свет, исходящий с периферии. Этот эффект известен как гравитационное красное смещение. Используя данные, полученные от 8000 скоплений галактик, Войтак смог изучить свойства гравитационного красного смещения в распределении галактик внутри скоплений. Он обнаружил, что свет от скоплений испытывает красное смещение пропорционально расстоянию от центра скопления, как и предсказывалось общей теорией относительности. Этот результат также убедительно подтверждает ΛCDM-модель Вселенной, согласно которой большая часть космоса состоит из темной материи, не взаимодействующей с обычной материей.
Galaxy clusters have been used by Radek Wojtak from the Niels Bohr Institute at the University of Copenhagen to test predictions of general relativity: energy loss from light escaping a gravitational field. Photons emitted from the center of a galaxy cluster should lose more energy than photons coming from the edge of the cluster because gravity is stronger in the center. Light emitted from the center of a cluster has a longer wavelength than light coming from the edge. This effect is known as gravitational redshift. Using the data collected from 8000 galaxy clusters, Wojtak was able to study the properties of gravitational redshift for the distribution of galaxies in clusters. He found that the light from the clusters was redshifted in proportion to the distance from the center of the cluster as predicted by general relativity. The result also strongly supports the Lambda Cold Dark Matter model of the Universe, according to which most of the cosmos is made up of Dark Matter that does not interact with matter.
Гравитационное линзирование
Кластеры галактик также используются из-за их сильного гравитационного потенциала в качестве гравитационных линз для расширения возможностей телескопов. Гравитационное искажение пространства-времени происходит вблизи массивных скоплений галактик и искривляет траекторию фотонов, создавая космическую лупу. Это возможно для фотонов любой длины волны, от оптического до рентгеновского диапазона. Последнее более сложно, поскольку скопления галактик сами излучают большое количество рентгеновских лучей. Однако рентгеновское излучение все же может быть обнаружено при комбинировании рентгеновских и оптических данных. Одним из примеров является использование кластера галактик Феникс для наблюдения карликовой галактики на ранних, высокоэнергетических стадиях звездообразования.
Galaxy clusters are also used for their strong gravitational potential as gravitational lenses to boost the reach of telescopes. The gravitational distortion of space time occurs near massive galaxy clusters and bends the path of photons to create a cosmic magnifying glass. This can be done with photons of any wavelength from the optical to the X ray band. The latter is more difficult, because galaxy clusters emit a lot of X rays. However, X ray emission may still be detected when combining X ray data to optical data. One particular case is the use of the Phoenix galaxy cluster to observe a dwarf galaxy in its early high energy stages of star formation.