«Ջեյմս Ուեբ» տիեզերական հեռադիտակն օգնել է աստղագետներին ուսումնասիրել XLSSC 122 գալակտիկաների կուտակումը, որը ձևավորվել է մոտ 10,4 միլիարդ տարի առաջ: Չնայած տիեզերական չափանիշներով երիտասարդ տարիքին՝ այն արդեն ունի անսովոր խիտ կենտրոնական շրջան, որտեղ կենտրոնացած է դրա զանգվածի զգալի մասը: Սա կարող է վկայել այն մասին, որ Տիեզերքի որոշ խոշոր կառույցներ զարգացել են ավելի արագ, քան ենթադրում են ստանդարտ տիեզերաբանական մոդելները:

Դիտարկումները թույլ են տվել նաև հայտնաբերել ներկլաստերային լույսի՝ գալակտիկաների միջև ցրված աստղերի թույլ լուսարձակման հայտնի ամենավաղ վկայությունը: Դրա բաշխումը սերտորեն կապված է մութ նյութի տեղաբաշխման հետ, ինչը ապագայում կարող է օգնել աստղագետներին ուսումնասիրել Տիեզերքի անտեսանելի բաղադրիչը:

Աստղաֆիզիկայով և մոլորակագիտությամբ զբաղվող՝ Կալիֆոռնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտի IPAC գիտական ​​կենտրոնի գիտնականների ղեկավարությամբ իրականացված երեք հետազոտությունների արդյունքները ներկայացվել են 2026 թվականի հունիսի 17-ին Ամերիկյան աստղագիտական ​​հասարակության համաժողովում:

Գրավիտացիոն ոսպնյակը բացահայտել է թաքնված զանգվածը

XLSSC 122 կուտակումն առաջին անգամ հայտնաբերվել է 2014 թվականին Եվրոպական տիեզերական գործակալության XMM-Newton ռենտգենյան հեռադիտակի միջոցով: Հետագայում «Հաբլի» դիտարկումները թույլ տվեցին ճշգրտել դրա հեռավորությունը Երկրից՝ մոտ 10,4 միլիարդ լուսային տարի, և ցույց տվեցին, որ կուտակումը զարմանալիորեն հասուն տեսք ունի իր դարաշրջանի համար:

Սակայն հենց «Ջեյմս Ուեբն» հայտնաբերեց լույսի բնորոշ աղեղներ կուտակման կենտրոնի շուրջ: Դրանք առաջանում են ուժեղ գրավիտացիոն ոսպնյակավորման պատճառով. զանգվածեղ օբյեկտը ծළում է տարածություն-ժամանակը և փոխում դրա հետևում գտնվող ավելի հեռավոր գալակտիկաների լույսի տարածման ուղղությունը:

Արդյունքում ֆոնային օբյեկտները կարող են թվալ ձգված, կորացած կամ նույնիսկ առաջացնել մի քանի պատկերներ: Այս խեղաթյուրումների վերլուծությունը թույլ է տալիս գնահատել կուտակման զանգվածը, ներառյալ այն մասը, որն անհնար է ուղղակիորեն տեսնել:

XLSSC 122-ը դարձել է գալակտիկաների հայտնի ամենահեռավոր կուտակումը, որում հայտնաբերվել է ուժեղ գրավիտացիոն ոսպնյակավորում: Աստղագետների համար սա հատկապես արժեքավոր է. որքան ճշգրիտ է հաջողվում չափել զանգվածի բաշխումը, այնքան լավ կարելի է ստուգել տիեզերական կառույցների ձևավորման տեսությունները:

Կենտրոնում մութ նյութը զարմանալիորեն շատ է եղել

XLSSC 122-ը գոյություն է ունեցել մի դարաշրջանում, որը աստղագետներն անվանում են տիեզերական կեսօր: Մոտ 10 միլիարդ տարի առաջ աստղագոյացումը Տիեզերքում հասել էր հատկապես բարձր ինտենսիվության. որոշ գալակտիկաներ տասնյակ անգամ ավելի արագ էին աստղեր արտադրում, քան տիպիկ գալակտիկաներն այսօր: Միաժամանակ փոքր կառույցները աստիճանաբար միավորվում էին ավելի խոշոր կուտակումների մեջ:

Բայց XLSSC 122-ն առանձնանում է նույնիսկ այս ֆոնին: Չափումները ցույց են տվել, որ դրա զանգվածի զգալի մասը կենտրոնացած է կենտրոնական շրջանում: Նման կենտրոնացումն անսպասելի էր Տիեզերքի պատմության այդքան վաղ փուլում գոյություն ունեցող կուտակման համար:

Սա խնդիր է ստեղծում ստանդարտ տիեզերաբանական մոդելների համար, որոնք նկարագրում են կառույցների աճը գրավիտացիայի ազդեցության տակ: Եթե նման օբյեկտները բացառություն չդառնան, գիտնականները, հնարավոր է, ստիպված լինեն վերանայել որոշ պատկերացումներ այն մասին, թե որքան արագ են ձևավորվել գալակտիկաների զանգվածեղ կուտակումները:

Ընդ որում, միակ անսովոր օբյեկտը բավարար չէ գոյություն ունեցող մոդելները հերքելու համար: Առայժմ հայտնի չէ, թե որքանով է XLSSC 122-ը տիպիկ իր դարաշրջանի համար:

Ինչպես են աստղագետները կազմել անտեսանելի նյութի քարտեզը

Սովորական նյութը՝ աստղերը, գազը և այլ օբյեկտներ, որոնք ճառագայթում կամ կլանում են լույսը, կազմում են կուտակման զանգվածի միայն մի փոքր մասը: Հիմնական ներդրումը գրավիտացիոն խեղաթյուրումների մեջ, ըստ գիտնականների գնահատումների, բերում է մութ նյութը:

Այն անհնար է ուղղակիորեն դիտարկել սովորական լույսի ներքո, սակայն դրա առկայությունը մատնում են գրավիտացիոն էֆեկտները: Տիեզերական մասշտաբներով մութ նյութն օգնում է միասին պահել գալակտիկաներն ու կուտակումները և մասնակցում է Տիեզերքի խոշոր մասշտաբի կառուցվածքի ձևավորմանը:

XLSSC 122-ի զանգվածի բաշխումը վերականգնելու համար հետազոտողներն օգտագործել են ոչ միայն ուժեղ, այլև թույլ գրավիտացիոն ոսպնյակավորումը: Ի տարբերություն ուժեղի, որը ստեղծում է նկատելի աղեղներ և այլ արտահայտված խեղաթյուրումներ, թույլ ոսպնյակավորումը թեթևակի փոխում է բազմաթիվ ֆոնային գալակտիկաների տեսանելի ձևը: Այս փոքր փոփոխությունները վիճակագրորեն բացահայտվում են:

Երկու մեթոդները լրացնում են միմյանց: Ուժեղ ոսպնյակավորումը հատկապես օգտակար է կուտակման խիտ կենտրոնն ուսումնասիրելու համար, իսկ թույլը թույլ է տալիս գնահատել զանգվածի բաշխումը դրանից ավելի զգալի հեռավորության վրա:

Այլ հեռադիտակների ռենտգենյան և ռադիոչափումների հետ համատեղ՝ այս տվյալները ցույց տվեցին, որ XLSSC 122-ը դեռևս վերապրում է միաձուլում. դրա բաղադրիչները շարունակում են փոխազդել և միավորվել: Ընդ որում, կենտրոնում զանգվածի անսովոր բարձր կենտրոնացումը պահպանվել է:

Գալակտիկաների միջև աստղերի լույսը կրկնում է մութ նյութի բաշխումը

Եվս մեկ կարևոր հայտնագործություն կապված է ներկլաստերային լույսի հետ՝ աստղերի թույլ լուսարձակման, որոնք այլևս չեն պատկանում առանձին գալակտիկաների և գտնվում են դրանց միջև ընկած տարածությունում:

Նման աստղերը կարող են ազատության մեջ հայտնվել, երբ գալակտիկաների գրավիտացիոն փոխազդեցությունը դուրս է ձգում դրանց սկզբնական համակարգերից: Հետևաբար, ներկլաստերային լույսի բաշխումը ի վիճակի է պատմել այն բախումների և միաձուլումների մասին, որոնց միջով անցնում է կուտակումը:

«Ջեյմս Ուեբի» դիտարկումները բացահայտել են այս լույսը XLSSC 122-ում տիեզերական պատմության ռեկորդային վաղ փուլում: Դրա բաշխումն նաև օգնեց հաստատել, որ կուտակումը միաձուլման գործընթացում է:

Բայց հետազոտողները հայտնաբերել են նաև ավելի անսպասելի օրինաչափություն. կուտակման կենտրոնական շրջանում ներկլաստերային լույսի ձևն ու բաշխումը լավ համընկնում են ուժեղ գրավիտացիոն ոսպնյակավորման միջոցով վերականգնված մութ նյութի քարտեզի հետ:

Սա նշանակում է, որ միջգալակտիկական աստղերի թույլ լուսարձակումը պոտենցիալ կարող է ծառայել որպես տեսանելի ուղեցույց անտեսանելի զանգվածի որոնման համար: Եթե այս կապը հաստատվի այլ կուտակումներում, աստղագետներըձեռք կբերեն լրացուցիչ գործիք մութ նյութի բաշխումն ուսումնասիրելու համար, այդ թվում՝ վաղ տիեզերքում:

Այնուամենայնիվ, առայժմ խոսքը միակ համակարգի մասին է: Անհրաժեշտ է ստուգել, թե արդյոք այս օրինաչափությունը պահպանվում է այլ կուտակումներում և տարբեր պայմաններում:

Ինչու մեկ կուտակումը բավարար չէ

Թիմի հաջորդ քայլը տիեզերական պատմության համեմատաբար վաղ փուլերում գոյություն ունեցած տասնյակ այլ կուտակումների որոնումն ու ուսումնասիրությունն է: Սա թույլ կտա պարզել, թե որքան հաճախ են հանդիպում զանգվածի նման բարձր կենտրոնացմամբ օբյեկտները, և արդյոք դրանք իրոք զարգացել են ավելի արագ, քան կանխատեսում են մոդելները:

Բուն «Ջեյմս Ուեբը» հարմար է նախևառաջ առանձին թիրախների մանրամասն ուսումնասիրության համար. դրա տեսադաշտը համեմատաբար փոքր է երկնքի լայնածավալ ակնարկների համար: Այդ իսկ պատճառով հեռանկարային օբյեկտները ստիպված են նախ որոնել լայն ռենտգենյան և ռադիոակնարկների միջոցով:

Կուտակումների հայտնաբերման եղանակներից մեկը կապված է Սյունյաև-Զելդովիչի էֆեկտի հետ: Կուտակման ներսում տաք գազի էներգետիկ մասնիկները փոխազդում են ռելիքտային ճառագայթման՝ վաղ տիեզերքի մնացորդային ճառագայթման հետ՝ փոխելով դրա սպեկտրը: Այս փոփոխություններն օգնում են գտնել զանգվածեղ կառույցներ նույնիսկ այն ժամանակ, երբ դրանք դժվար է հայտնաբերել այլ մեթոդներով:

Եթե վաղ տիեզերքում հայտնաբերվեն բազմաթիվ XLSSC 122-ի նման կուտակումներ, դա լուրջ ստուգում կդառնա տիեզերական կառույցների ձևավորման ժամանակակից պատկերացումների համար: Իսկ առայժմ հայտնագործությունը մատնանշում է անսովոր օբյեկտը և հուշում մութ նյութի հետազոտման նոր եղանակներ, բայց չի ապացուցում, որ ստանդարտ տիեզերաբանական մոդելը սխալ է:

Ինչպես նշում է հետազոտության ղեկավար Քայլ Ֆինները, «Ջեյմս Ուեբի» դարաշրջանը միայն սկսվում է: Տասնյակ կամ հարյուրավոր նման օբյեկտների վերաբերյալ տվյալները թույլ կտան շատ ավելի վստահորեն ստուգել, թե որքան ճշգրիտ են ժամանակակից տեսությունները նկարագրում Տիեզերքի էվոլյուցիան: