20181220. Kredit:CATA/DAS
1933, Fritz Zwicky, berömd amerikansk astronom av schweiziskt ursprung, kom fram till den häpnadsväckande slutsatsen att även om galaxer är vägvisare för galaxhopar, deras bidrag till den totala klustermassan är minimalt i jämförelse med en dominerande mörk materiakomponent. Aktuella uppskattningar av en total massa i ett kluster indikerar att bidragen är ungefär:
Tills nu, dessa megaparsec-skala system, som har upp till hundratals biljoner solmassor, var lätt att känna igen i synligt ljus på grund av ljusstyrkan hos de inbäddade galaxerna och deras koncentration mot klustercentrum. På grund av deras stora massor och omfattning, galaxhopar är grundläggande för universums kartläggning och massbudget. Nytt arbete av ett internationellt team av forskare tyder på att kanske så många som en tredjedel av alla kluster tidigare har varit oobserverade. Studien, utförs i det närliggande universum, visar att de nyligen avslöjade klustren innehåller färre, mindre packat, och mindre lysande galaxer i jämförelse med de konventionella klustren.
Upptäckten gjordes med hjälp av offentliga data för 191, 440 galaxer från en stor galaxrödförskjutningsundersökning (2dFGRS) som genomfördes för ett decennium sedan med ett robotinstrument vid det 3,9 meter långa Anglo-Australian Telescope. Omprövningen av data genom big data-analys, tillsammans med övergivandet av fördomar om klustrets utseende, ledde till den rapporterade upptäckten.
Det internationella teamet av astronomer och datavetare visade att inte alla kluster (eller svärmar) av galaxer ser likadana ut i det optiska området. "Vi har hittat kluster med färre och mindre lysande galaxer (spiraler och oregelbundna) och mer löst packade mot mitten än de konventionella klustren, egenskaper som ytligt ger dem ett utseende som inte skiljer sig alltför mycket från vanliga delar av himlen. Detta är den främsta anledningen till att de var obemärkta förrän nu, " förklarar Luis Campusano från University of Chile i Santiago och huvudförfattare till studien.
"Resultatet är lika överraskande som om geografer hade missat en tredjedel av de höga topparna i en bergskedja som Anderna eftersom de hade snö och var lite plattare på sina toppar, ", tillägger Roger G. Clowes från Jeremiah Horrocks Institute vid University of Central Lancashire, England, medförfattare till artikeln.
Upptäckten av en ny klass av massiva kluster har viktiga konsekvenser. "Än så länge, sökningar av kluster baserades på närvaron av ljusa elliptiska galaxer, medan tillägget av nya massiva kluster ökar deras bidrag till universums medelmassa. Insikten om att kluster med liknande massa kan ha helt olika galaxinnehåll är ett bevis på att varje klusters speciella historia också är relevant, och inte bara dess massa ensam. Resultatet ställer nya begränsningar för teorin om galaxevolution, säger Gabriel Marinello från Joint ALMA Observatory, också medförfattare till detta arbete.
Ledtråden som gjorde det möjligt för Campusano och hans medarbetare att hitta nya stora system av "mörk materia" var implementeringen av en klustersökare som endast beaktade den rumsliga fördelningen av galaxerna utan att bry sig om deras ljusstyrka eller för deras morfologi. Lagarbetet mellan astronomer och datavetare var också grundläggande.
Programvaran identifierade kluster i databasen, som innehåller positionsinformation för nästan 200, 000 galaxer, genom en geometrisk metod som hittar galaxens överdensiteter. Detta möjliggör identifiering av ett klusters medlemmar genom ett hastighetsgap som skiljer dem från det allmänna himmelfältet. Det resulterande klusterprovet visade sig innehålla kluster som rapporterats i litteraturen och ge en mer komplett klusterkatalog.
De flesta klustersökaralgoritmer förlitar sig på närheten mellan galaxer, den så kallade vänner-av-vänner-metoden, som kan sudda ut identifieringen av klusterkärnan. I en jämförelse med de publicerade resultaten från andra, tidigare klustersökare som arbetar på samma galaxdataset, effektiviteten av den nya beräkningsproceduren visade sig vara avsevärt förbättrad. Genom detaljerade analyser, författarna visade att den nya algoritmen inte bara kunde upptäcka de redan publicerade klustren, men att det också avslöjade nya kluster. Det visade sig att några av de nya upptäckterna var "mer av samma, " vilket är föga förvånande när förbättrade metoder används. Men många visade sig ha ett annat utseende. Den detaljerade analysen av dessa extra upptäckter ledde till upptäckten.
Det kan argumenteras att, Vetenskapen om galaxhopar startade redan 1781 med visuell identifiering av överdensiteter i fördelningen av nebulosor över stora delar av himlen av den franske astronomen Messier. Dock, först relativt nyligen, år 1923, var några av nebulosorna först igenkända som yttre galaxer av Edwin Hubble.
