Óriás galaxishalmaz
(Rovat: Távoli világok kutatói, A hét képe - 2018.06.01 07:15.)

Bár a JWST startját újra elhalasztották, a csillagászok évek óta szisztematikusan keresik az űrtávcső számára a legizgalmasabb célpontokat.

Ilyenek például a távoli galaxishalmazok és a nagyon nagy vöröseltolódású galaxisok. A nagyobb galaxishalmazokat galaxisok ezrei alkotják, amelyeket a gravitáció tart együtt. Korábban a csillagászok úgy gondolták, hogy ezek a Világegyetem legnagyobb struktúrái, ám az 1980-as években felfedezték az ezeket is felülmúló nagyságú szuperhalmazokat. Ezek a nagy tömegű képződmények több tucat galaxishalmazból és kisebb galaxiscsoportból állnak, kiterjedésük több száz millió fényévet érhet el. Mindamellett, kiderült, hogy a szuperhalmazokat nem a gravitáció tartja össze, ezért a galaxishalmazokról továbbra is elmondható, hogy azok a Világegyetem legnagyobb, gravitációsan összetartott képződményei.

A galaxishalmazok legizgalmasabb alkotórészei nem is maguk a galaxisok, hanem az az anyag, amelyik kitölti a halmazt alkotó galaxisok közötti teret, vagyis a galaxisközi anyag (intracluster medium, ICM). A halmazon belül létrejövő kisebb struktúráknak köszönhetően a galaxisközi anyag helyenként felforrósodik. Ennek következtében a galaxisközi anyag plazma állapotú, vagyis szuperforró állapotú, közönséges anyag. A halmazok világító anyagának legnagyobb részét a galaxisközi anyag alkotja, amely magas hőmérséklete miatt a röntgentartományban is fényesen világít. Ugyanakkor a galaxishalmaz teljes tömegének legnagyobb része nem világító, sötét anyag formájában van jelen. A plazmával ellentétben a sötét anyag nem a közönséges anyag alkotórészeiből, vagyis nem protonokból, elektronokból és neutronokból áll. A hipotetikus sötét anyag feltételezések szerint a Világegyetem tömegének mintegy 80%-át alkothatja, de eddig közvetlenül még nem sikerült kimutatni.

A Hubble-űrtávcső 2016 nyarán készített felvételén fényesen ragyog az óriási tömegű galaxishalmaz, a PLCK G308.3-20.2. (Kép: ESA / Hubble & NASA, RELICS)

A bemutatott felvételt a Hubble-űrtávcső ACS (Advanced Camera for Surveys) és WFC3 (Wide Field Camera 3) kameráival a RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) program keretében készítették. A RELICS keretében 41 nagy tömegű galaxishalmazt fényképeztek le, azzal a céllal, hogy megkeressék a legfényesebbnek látszó, de nagyon távoli galaxisokat, amelyeket később más műszerekkel, elsősorban a James Webb-űrtávcsővel (JWST) a jövő évtizedben részletesen tanulmányozhatnak. A program nevében a lensing szó a gravitációslencse-jelenségre utal, ezzel a módszerrel keresik a nagyon nagy vöröseltolódású (z=9–12), vagyis nagyon távoli galaxisokat. A RELICS programban a Spitzer-űrtávcsővel is végeztek megfigyeléseket, az említett 41 halmazról és összehasonlítás céljából 19 üres égboltterületről a felvételeket a Hubble-űrtávcső 190 keringése során készítették el (2015. október és 2017. április közt), amit 2015 decembere óta a Spitzer 100 órai észlelésével egészítettek ki.

A RELICS program keretében vizsgált 41 galaxishalmaz elhelyezkedése az égbolton. Az előző képen bemutatott PLCK G308.3-20.2 a térképen a 13-as számú. (Kép: RELICS honlap)