มุมมองของฮับเบิลเกี่ยวกับกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ MACS J0717.5 + 3745 เครดิต:
NASA, ESA, Harald Ebeling (มหาวิทยาลัยฮาวายที่ Manoa) และ Jean-Paul Kneib (LAM)
เมื่อต้นปีที่ผ่านมานักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสามารถระบุไส้หลอดบาง ๆ ของสสารมืดที่ดูเหมือนจะจับคู่กาแลคซีระยะไกลด้วยกัน ตอนนี้มีการค้นพบไส้หลอดอื่นและนักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างมุมมองแบบ 3 มิติของเส้นใยได้เป็นครั้งแรกที่สามารถตรวจวัดสสารมืดที่ยากต่อการตรวจสอบในรายละเอียดดังกล่าว ผลของพวกเขาบอกว่าใยมีมวลสูงและนักวิจัยกล่าวว่าหากการวัดเหล่านี้เป็นตัวแทนของส่วนที่เหลือของจักรวาลโครงสร้างเหล่านี้อาจมีมวลมากกว่าครึ่งหนึ่งของทั้งหมดในจักรวาล
สสารมืดคิดว่าเป็นส่วนหนึ่งของจักรวาลตั้งแต่เริ่มต้นซึ่งเป็นส่วนที่เหลือจากบิกแบงที่สร้างกระดูกสันหลังให้กับโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล
Mathilde Jauzac จาก Laboratoire d'Astrophysique de Marseille ในฝรั่งเศสและ University of KwaZulu-Natal ทางภาคใต้กล่าวว่า“ เส้นใยของใยแก้วนำแสงขยายออกไปอย่างมหาศาลและแพร่กระจายอย่างมาก แอฟริกาผู้เขียนหลักของการศึกษา
ทีมได้รวมภาพความละเอียดสูงของภูมิภาครอบ ๆ กาแลคซีขนาดใหญ่ MACS J0717.5 + 3745 (หรือ MACS J0717 โดยย่อ) - หนึ่งในกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่ที่สุดที่รู้จัก - และพบว่าใยยืดออกไปประมาณ 60 ล้านปีแสง คลัสเตอร์
ทีมงานกล่าวว่าการสำรวจของพวกเขาจะให้เหลือบแรกโดยตรงของรูปร่างของนั่งร้านที่ให้โครงสร้างของจักรวาล พวกเขาใช้ฮับเบิลกล้องโทรทรรศน์ซูบาของ NAOJ และกล้องโทรทรรศน์แคนาดา - ฝรั่งเศส - ฮาวายที่มีข้อมูลทางสเปกโทรสโกปีเกี่ยวกับกาแลคซีภายในหอสังเกตการณ์ WM Keck และหอดูดาวราศีเมถุน การวิเคราะห์ข้อสังเกตเหล่านี้เข้าด้วยกันจะช่วยให้มองเห็นรูปร่างของเส้นใยได้อย่างเต็มที่เนื่องจากมันขยายออกจากกระจุกกาแลคซีเกือบตามแนวสายตาของเรา
ทีมได้ทำการอธิบาย“ สูตร” ของพวกเขาเพื่อศึกษาเส้นใยที่กว้าง แต่กระจาย .
ส่วนผสมแรก: เป้าหมายที่มีแนวโน้ม ทฤษฎีวิวัฒนาการของจักรวาลชี้ให้เห็นว่ากระจุกกาแลคซีก่อตัวขึ้นเมื่อเส้นใยของใยแก้วพบกันโดยที่เส้นใยนั้นค่อย ๆ ส่งสสารเข้าไปในกระจุกดาว “ จากงานก่อนหน้าของเราใน MACS J0717 เรารู้ว่าคลัสเตอร์นี้มีการเติบโตอย่างแข็งขันและเป็นเป้าหมายสำคัญสำหรับการศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับใยแก้วนำแสง” Harald Ebeling ผู้ร่วมเขียน (มหาวิทยาลัยฮาวายที่ Manoa สหรัฐอเมริกา) อธิบาย นำทีมที่ค้นพบ MACS J0717 เกือบทศวรรษที่ผ่านมา
ส่วนผสมที่สอง: เทคนิคการเลนส์แรงโน้มถ่วงขั้นสูง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่มีชื่อเสียงของ Albert Einstein กล่าวว่าเส้นทางของแสงนั้นโค้งงอเมื่อมันผ่านหรือใกล้กับวัตถุขนาดใหญ่ เส้นใยของใยแก้วนำแสงส่วนใหญ่ประกอบด้วยสสารมืด [2] ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้โดยตรง แต่มวลของมันก็เพียงพอที่จะโค้งงอแสงและบิดเบือนภาพของกาแลคซีในพื้นหลังในกระบวนการที่เรียกว่าเลนส์ความโน้มถ่วง ทีมได้พัฒนาเครื่องมือใหม่เพื่อแปลงความผิดเพี้ยนของภาพเป็นแผนที่ขนาดใหญ่
ส่วนผสมที่สาม: ภาพความละเอียดสูง เลนส์ความโน้มถ่วงเป็นปรากฏการณ์ที่ละเอียดอ่อนและการศึกษามันต้องการภาพที่มีรายละเอียด การสำรวจฮับเบิลช่วยให้ทีมศึกษาการเสียรูปที่แม่นยำในรูปทรงของกาแลคซีแบบเลนส์จำนวนมาก สิ่งนี้จะเผยให้เห็นว่าสสารมืดซ่อนเร้นอยู่ที่ไหน “ ความท้าทาย” Jean-Paul Kneib ผู้เขียนร่วมอธิบาย (LAM, ฝรั่งเศส) อธิบายว่า“ เพื่อค้นหารูปแบบของรูปร่างของกลุ่มซึ่งพอดีกับคุณสมบัติของเลนส์ที่เราสังเกตเห็น”
ในที่สุด: การวัดระยะทางและการเคลื่อนไหว การสำรวจของกระจุกดาวฮับเบิลนั้นให้แผนที่สองมิติที่ดีที่สุด แต่เป็นไส้หลอด แต่การที่จะเห็นรูปร่างในแบบ 3 มิตินั้นจำเป็นต้องมีการสังเกตเพิ่มเติม ภาพสี [3] เช่นเดียวกับความเร็วกาแลคซีที่วัดด้วยสเปกโตรมิเตอร์ [4] โดยใช้ข้อมูลจาก Subaru, CFHT, WM Keck, และ Gemini North telescopes (ทั้งหมดบน Mauna Kea, Hawaii) อนุญาตให้ทีมค้นหากาแลคซีหลายพันแห่ง ภายในไส้หลอดและเพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวของหลาย ๆ คน
แบบจำลองที่รวมข้อมูลตำแหน่งและข้อมูลความเร็วสำหรับกาแลคซีเหล่านี้ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นและสิ่งนี้ก็เผยให้เห็นรูปร่าง 3 มิติและการวางแนวของโครงสร้าง filamentary เป็นผลให้ทีมสามารถวัดคุณสมบัติที่แท้จริงของโครงสร้าง filamentary ที่เข้าใจยากนี้ได้โดยไม่ต้องมีความไม่แน่นอนและอคติที่มาจากการฉายโครงสร้างลงบนสองมิติเช่นเดียวกับการวิเคราะห์ทั่วไป
ผลลัพธ์ที่ได้ผลักดันขีด จำกัด ของการทำนายที่ทำโดยงานทางทฤษฎีและการจำลองเชิงตัวเลขของใยแก้วนำแสง ด้วยความยาวอย่างน้อย 60 ล้านปีแสงไส้หลอด MACS J0717 จึงสุดขีดแม้บนสเกลทางดาราศาสตร์ และหากเนื้อหามวลที่วัดได้โดยทีมสามารถนำไปเป็นตัวแทนของเส้นใยใกล้กับกระจุกดาวยักษ์ได้การเชื่อมโยงที่กระจายระหว่างโหนดของเว็บจักรวาลอาจมีมวลมากกว่า (ในรูปแบบของสสารมืด) มากกว่าที่นักทฤษฎีทำนายไว้
ข้อมูลเพิ่มเติมในวิดีโอ HubbleCast ของ ESA นี้:
ที่มา: ESA Hubble
