Столкновение двух массивных скоплений галактик противоречит стандартной теории космологии

4:37 14/09/2023

0 👁 550

Credit: ESO/SOAR/NASA

В последнем исследовании, проведенном международной группой астрономов, обнаружено столкновение двух массивных скоплений галактик, произошедшее, когда Вселенная была вдвое моложе, чем считалось согласно стандартной теории космологии.

Согласно классической космологической модели ΛCDM, галактики сначала формируются отдельно, а затем постепенно объединяются, образуя более крупные скопления галактик. По этой теории, процесс формирования скоплений галактик занимает значительное время. Однако новое исследование вызывает сомнения в этом утверждении, демонстрируя столкновение двух огромных скоплений галактик, произошедшее на очень высокой скорости, когда Вселенной было всего около половины от ее текущего возраста.

Эти скопления галактик, известные как Эль Гордо, обладают колоссальной массой, примерно в 2000 триллионов раз большей, чем масса Солнца. В новом исследовании была представлена более точная оценка массы Эль Гордо, что позволило устранить основную неопределенность, связанную с предыдущим исследованием и его согласованностью с моделью ΛCDM.

Для определения массы Эль Гордо было использовано отклонение света от фоновых галактик, форма которых казалась искаженной из-за гравитационного воздействия Эль Гордо. Эти данные были получены с помощью космического телескопа “Хаббл” и согласованы с более поздними результатами, полученными с использованием космического телескопа “Джеймс Уэбб”, а также другими методами исследования. На текущий момент масса Эль Гордо измеряется с небольшой погрешностью, составляющей всего 10%.

Под руководством аспиранта Елены Асенсио из Боннского университета было проведено исследование, которое использовало ранее разработанные подробные модели взаимодействия для оценки скорости столкновения галактических кластеров. Затем авторы исследования обратились к менее детальному космологическому моделированию ΛCDM, которое охватывает обширные пространства, чтобы найти смоделированные пары кластеров.

Основной целью было определить, насколько много из этих смоделированных пар кластеров аналогичны Эль Гордо перед его столкновением. Для этой цели был использован инновационный метод световой томографии.

Результаты исследования показали, что напряженность, связанная с моделью ΛCDM, остается высокой независимо от скорости столкновения. Кроме того, ранее существовавшие неопределенности в оценке массы Эль Гордо больше не играют существенной роли.

Хотя можно создать симуляцию, которая напоминает Эль Гордо, с более быстрым столкновением, такие события в ΛCDM крайне редки на такой ранней стадии космической истории, что делает их весьма необычными.

Стоит отметить, что Эль Гордо – не единственный пример столкновения галактических кластеров, которое не соответствует ΛCDM. Доктор Индранил Баник из Школы физики и астрономии в Сент-Эндрюсе, разработавший статистический анализ, примененный в данном исследовании, отметил, что “Скопление Пуля” представляет собой еще один пример столкновения двух галактических кластеров с высокой энергией, хотя это произошло на более поздней стадии космической истории. Эти события, вместе с Эль Гордо, представляют серьезные вызовы для модели ΛCDM, и существуют и другие аналогичные случаи, упомянутые в исследовании.

Кроме того, есть исследования, которые указывают на более быстрое формирование отдельных галактик, чем предсказывает ΛCDM. В свете этих данных результаты исследования Эль Гордо ставят под вопрос согласованность модели ΛCDM с реальными наблюдениями, и в настоящее время исследуется другая информация, которая может подтвердить этот наблюдаемый феномен.