Скопление галактик Эль Гордо бросает вызов стандартной космологии
Столкновение двух массивных скоплений галактик, когда Вселенная была вдвое моложе своего нынешнего возраста, не должно было произойти в соответствии со стандартной теорией космологии, говорится в новом исследовании международной группы астрономов.
Согласно стандартной космологической модели ΛCDM, галактики сначала формируются и только позже объединяются в более крупные скопления галактик. Таким образом, скоплениям галактик должно потребоваться много времени, чтобы появиться на космической сцене. Новое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal, бросает вызов этому утверждению, показывая, что два чрезвычайно больших скопления галактик столкнулись на очень высокой скорости, когда Вселенной было всего около половины ее нынешнего возраста.
Рассматриваемая пара скоплений известна как Эль Гордо. Его масса примерно в 2000 триллионов раз больше массы Солнца. В новом исследовании используется обновленная оценка массы этого объекта, которая является гораздо более точной. Это устраняет основной источник неопределенности в более раннем исследовании тех же авторов о том, насколько проблематичным является Эль Гордо для ΛCDM.
Масса была оценена с использованием отклонения света от фоновых галактик, форма которых кажется искаженной из—за гравитационного притяжения Эль Гордо. Данные были получены с помощью космического телескопа «Хаббл» и согласуются с более поздними результатами космического телескопа «Джеймс Уэбб» и другими исследованиями с использованием других методов. В настоящее время масса имеет скромную неопределенность в 10%.
Исследование, проведенное под руководством Елены Асенсио, аспирантки Боннского университета, использовало ранее опубликованные подробные модели взаимодействия, чтобы оценить скорость, с которой сталкивались кластеры. Затем авторы просмотрели менее детальное космологическое моделирование ΛCDM, охватывающее очень большой объем, чтобы найти смоделированные пары кластеров.
Цель состояла в том, чтобы подсчитать, сколько из них в целом аналогично тому, каким был Эль Гордо незадолго до столкновения. Это было сделано с помощью инновационного метода «световой томографии».
Результаты показали, что напряженность с ΛCDM очень велика для любой вероятной скорости столкновения. Более того, сохраняющаяся неопределенность в массе Эль Гордо больше не играет существенной роли.
Хотя можно получить симуляцию, похожую на Эль Гордо, с более быстрым столкновением, такое событие слишком редко встречается в ΛCDM. Это связано с тем, что было бы очень необычно обнаружить два таких массивных скопления на расстоянии удара на таком раннем этапе космической истории.
Эль Гордо — не единственный пример столкновения скоплений, противоречащий ΛCDM. Доктор Индранил Баник из Школы физики и астрономии в Сент-Эндрюсе, который разработал статистический анализ, используемый в этом проекте, сказал: «Скопление Пуля является еще одним примером столкновения двух скоплений галактик с высокой энергией, хотя и в более позднюю эпоху. В сочетании с Эль Гордо ситуация становится еще хуже для ΛCDM. И несколько других примеров известны и упоминаются в нашем исследовании.»
Есть также несколько исследований, показывающих, что отдельные галактики, по-видимому, формируются гораздо быстрее, чем ожидалось в ΛCDM. Говоря о более широком контексте результатов Эль Гордо, Павел Крупа, профессор Боннского университета, сказал: «В настоящее время имеется много свидетельств того, что формирование структуры во Вселенной происходило быстрее, чем ожидалось при ΛCDM. В настоящее время мы изучаем другие доказательства этого».
