Российская рентгеновская обсерватория помогла создать карту скопления галактик в созвездии Персея

Каждый телескоп решал свою задачу. Обсерватория Chandra видит детали размером до 300 парсеков благодаря угловому разрешению лучше одной секунды дуги. Однако поле зрения этого аппарата составляет примерно 16×16 угловых минут, поэтому для съемки всего объекта потребовалось бы около ста наблюдений. Немецкий телескоп еРОЗИТА на российской космической обсерватории «Спектр-РГ» охватывает сразу 0,8 квадратного градуса с разрешением около 15 секунд дуги и снимает скопление целиком. Обсерватория XMM-Newton занимает промежуточное положение по этим характеристикам, а комбинация всех данных дала астрофизикам четкую картинку в центре и полный охват на периферии.

На новой карте астрофизики детально рассмотрели центр скопления. Там находится галактика NGC 1275 со сверхмассивной черной дырой, которая заодно питает яркий радиоисточник Персей А. Черная дыра выбрасывает потоки релятивистской плазмы, и они возмущают окружающий горячий газ. Данные японского аппарата XRISM за последние два года подтверждают, что газ в этой области буквально бурлит. Благодаря наблюдениям ученые отделили влияние черной дыры от процессов слияния скоплений.

На больших масштабах карта показывает спирали и возвышенности слева и справа от центра скопления. Эти структуры возникли 4–5 млрд лет назад, когда главный объект столкнулся с другим, в несколько раз менее массивным. Из-за этого темная материя и газ сдвинулись и до сих пор совершают колебания вокруг общего центра масс с периодом в миллиарды лет. Газ обладает заметным угловым моментом, поэтому при движении он закручивается в спирали.

Оптические и радионаблюдения хорошо дополняют рентгеновскую картину. Галактики сохраняют память о прошлом и выстраиваются в пространстве в длинные цепочки от NGC 1275 до галактики IC 310, которая раньше служила центром второго скопления. Радиотелескопы фиксируют у радиогалактик длинные хвосты из релятивистских лептонов, которые летят со скоростью в тысячи километров в секунду. Эти следы напоминают шлейфы от самолетов в небе и показывают, по каким траекториям галактики двигались в прошлом.

Само скопление в созвездии Персея излучает ярче всех других подобных объектов в рентгеновском диапазоне, а его газ нагрет до десятков миллионов градусов. На небе оно занимает 1,4 градуса дуги, что сопоставимо с тремя видимыми диаметрами Луны. Вместе со скоплениями в созвездиях Волосы Вероники и Дева оно входит в тройку самых известных, хотя не бьет рекорды по массе. Скопления продолжают расти, поглощая соседей, но во всей наблюдаемой Вселенной существует не больше 50–100 объектов, чья масса достигает 10 в 15-й степени (тысячи триллионов) масс Солнца.

На обложке фото ИКИ РАН