El Gordo je väčšia ako sme si mysleli

Presným zmeraním toho, ako veľmi prispieva gravitácia kopy k deformácii obrazu vzdialených galaxií v pozadí vypočítal tým astronómov hmotnosť kopy asi 3 milión miliárdkrát vyššia ako hmotnosť nášho Slnka. Dáta z HST ukazujú, že kopa je asi o 43 percent hmotnejšia než doterajšie odhady založené na X-ray a dynamických štúdiách neobvyklej kopy.

"To dáva ešte väčšiu pravdepodobnosť, že sa jedná o úžasný systém vo veľmi ranom vesmíre," povedal vedúci týmu James Jee z University of California, Davis.

Časť tejto hmoty je uzamknutá v niekoľkých stovkách galaxií, ktoré v kope žijú a z veľkej časti sa nachádza v horúcom plyne, ktorý vypĺňa celý objem kopy. Zbytok je viazaný v temnej hmote, teda v neviditeľnej forme hmoty, ktorá tvorí prevažnú časť hmoty vo vesmíre.

Aj napriek tomu, že tak hmotné galaxie boli objavené aj v susednom vesmíre v oblasti nazývanej Bullet Cluster, doteraz nič podobného nebolo objavené tak ďaleko späť v čase, v dobe, kedy vesmír mal len polovicu svojho aktuálneho veku 13,8 miliárd rokov. Tým vedcov predpokladá, že takéto obrie útvary boli v ranom vesmíre vzácne. Vychádza to podľa súčasných kozmologických modelov.

Obrovská veľkosť EL Gordo bola prvýkrát zaznamenaná v januári 2012. Astronómovia jej veľkú hmotu odhadli na základe pozorovaní z NASA Chandra X-ray Observatory a galaktických rýchlosti meraných na Európskom južnom observatóriu, VLT v Čile. Astronómovia potom boli schopní spojiť odhady hmoty kopy na základe pohybov galaxií, ktoré sa pohybujú vo vnútri kopy a veľmi vysokých teplôt horkého plynu medzi galaxiami v kope.

V objavu došlo vtedy, keď si všimli, že kopa (s katalógovým označením ACT-CL J0102-4915) vyzerá ako by sa jednalo o pozostatok obrej kolízie medzi dvojicou galaktických kôp. Vedci to popisujú ako "dve delové gule, ktoré sa navzájom zasiahli".

"Premýšľali sme, čo sa stane, keď zachytíte kopu v prostriedku veľkej fúzie a aký vplyv bude mať proces fúzie na X-ray plyn a pohyb galaxií," vysvetľuje John Hughes z Rutgers University. "Takže faktom je, že z dôvodu komplikovaného zlučovania nechávame mimo určité otázky ohľadom spoľahlivosti odhadov hmôt ktoré sme spravili."

"Je to tam, odkiaľ prišli HST dáta," povedal Felipe Menanteau z University of Illinois. Zúfalo sme potrebovali nezávislý a presnejší odhad hmoty pri tejto extrémnej kope galaxií s ohľadom na vzácny prípad, aký zaujal v súčasných kozmologických modeloch. Jednalo sa o všetkú kinetickú energiu, ktorá sa stratila a ktorá by potenciálne naznačila, že sme hmotu kopy vlastne podcenili." Očakávania "nezvestnej energie" pochádza zo skutočnosti, že zlučovanie sa deje tangenciálne voči rovine pohľadu pozorovateľa. To znamená, že tu môže chýbať veľká časť kinetickej energie, pretože spektroskopicky môžeme sledovať len radiálne rýchlosti galaxií.

Tým použil merania HST k určení toho, ako silno hmota kopy zakrivuje priestor. Vysoké rozlíšenie HST tzv. "slabé gravitačnej šošovky" ukázalo, že ohromná gravitácia kopy značne deformuje priestor, podobne ako zrkadlo obludária a obrazy galaxií v pozadí sú pretiahnuté. Čím väčšia je deformácia, tým viac hmoty kopa obsahuje. "V podstate som robil len to, že som sledoval tvary galaxií v pozadí v závislosti na vzdialenosti od samotnej kopy," vysvetľuje Jee.

Ďalším krokom týmu bude s pomocou HST získať veľké mozaiky obrazu kopy. Takýto pohľad sa nevojde do jedného zorného poľa HST. Je to ako sa dívať na obriu hlavu s ramenami zo strany, vysvetľujú vedci. "Môžeme povedať, že El Gordo je veľmi veľký, ale nevieme, aké nohy tento druh El Gorda má, takže musíme mať väčšie zorné pole a získať jeho úplný obraz." povedal Menanteau.

Autor: Dalibor Hanžl, Expresní astronomické informace
Do slovenčiny preložil Peter Kráčalík