Galaktička jata

Kompozitna slika pet galaksija grupisanih samo 600 miliona godina nakon rođenja svemira u Velikom prasku.

Galaktička jata ili skupovi galaksija su strukture koja sadrže nekoliko stotina do nekoliko hiljada galaksija koje povezuje gravitacija. Takođe su struktura gravitacione povezanosti i bile su poznate kao najveće postojaće strukture u univerzumu sve do 1980-te, kad su superjata otkrivena. One su druge najveće poznate gravitaciono vezane strukture u univerzumu posle filamenata galaksije. Jedna od ključnih karakteristika klastera je medijum intraklastera (ICM). ICM se sastoji od zagrejanog gasa između galaksija i ima vršnu temperaturu između 2-15 keV koja zavisi od ukupne mase jata. Galaktička jata se ne smeju mešati sa zvezdanim jatima i galaktičkim superjatima, jer su to različiti pojmovi. Manja grupa galaksije se odnosi na grupe galaksije, a ne na galaktička jata. Grupe i jata se mogu grupisati (povezati) i formirati superjata.

Poznatija galaktička jata koja su relativno blizu Univerzumu su jato (skup) Virgo, skup Frornaks, skup Herkules i skup Koma. Veoma velika skupina galaksija je poznata kao Great Attractor u kojoj dominira skup Norma, i toliko je velika da uziče na lokalne ekspenzije univerzuma. Poznata galaktička jata kao što su SPT-CL J0546-5345 i SPT-CL J2106-5844, su najmasovnija galaktička jata koja su otkrivena u ranom Univerzumu.

Osnovna svojstva

Galaktičko jato IDCS J1426 nalazi se 10 milijardi svetlosnih godina od Zemlje i ima masu od skoro 500 triliona sunaca (slika sa više talasnih dužina: rendgenski zraci u plavoj, vidljivo svetlo u zelenoj i infracrveno u crvenoj).

Jata galaksija obično imaju sledeća svojstva:

• Sadrže 100 do 1.000 galaksija, vrući gas koji emituje rendgenske zrake i velike količine tamne materije. Detalji su opisani u odeljku "Sastav".
• Raspodela tri komponente je približno ista u klasteru.
• Imaju ukupne mase od 10¹⁴ do 10¹⁵ solarnih masa.
• Obično imaju prečnik od 1 do 5 Mpc (pogledajte 10²³ m za poređenje udaljenosti).
• Širenje brzina za pojedinačne galaksije je oko 800–1000 km/s.

Klasifikacija

Vidi još: Klasifikacija Bauc—Morgana

Jata galaksija su kategorisana kao tip I, II, ili III na osnovu morfologije.

Galaktička jata kao merni instrumenti

Gravitacioni crveni pomak

Radek Vojtak sa Instituta Nils Bor pri Univerzitetu u Kopenhagenu koristio je jata galaksija da testira predviđanja opšte relativnosti: gubitak energije od svetlosti koja beži iz gravitacionog polja. Fotoni koji se emituju iz centra galaktičkog jata trebalo bi da izgube više energije od fotona koji dolaze sa ivice klastera, jer je gravitacija jača u centru. Svetlost koja se emituje iz centra klastera ima veću talasnu dužinu od svetlosti koja dolazi sa ivice. Ovaj efekat je poznat kao gravitacioni crveni pomak. Koristeći podatke prikupljene od 8000 klastera galaksija, Vojtak je bio u mogućnosti da proučava svojstva gravitacionog crvenog pomaka za raspodelu galaksija u jatima. Otkrio je da je svetlost iz klastera pomerena u crveno srazmerno udaljenosti od centra klastera kako je predviđeno opštom relativnošću. Rezultat takođe snažno podržava model svemira Lambda-hladna tamna materija, prema kojem se većina kosmosa sastoji od tamne materije koja nije u interakciji sa materijom.

Gravitaciono sočivo

Galaktička jata se takođe koriste zbog svog snažnog gravitacionog potencijala kao gravitaciona sočiva za povećanje dosega teleskopa. Gravitaciono izobličenje prostor-vremena dešava se u blizini masivnih klastera galaksija i savija putanju fotona da bi se stvorila kosmička lupa. Ovo se može uraditi sa fotonima bilo koje talasne dužine od optičkog do rendgenskog opsega. Ovo poslednje je teže, jer jata galaksija emituju mnogo rendgenskih zraka. Međutim, rendgenska emisija se i dalje može otkriti kada se rendgenski podaci kombinuju sa optičkim podacima. Jedan osobeni slučaj je upotreba jata galaksija Feniks za posmatranje patuljaste galaksije u njenim ranim visokoenergetskim fazama formiranja zvezda.

Rana otkrivanja jata

Jata su oktrivena veoma rano, pre nego što su astronomiju obogatili teleskopi. Šar Mesier (1730-1817) francuski astonom tražeći komete, uočio je velike mrlje na nebu i primetio je na postoji jedanaest nebula u konstulaciji Virgo. Isto to primetio je i Heršel (1738-1822).

Ozbiljna istraživanja nisu bila obavnjena sve do sredine 50-tih godina. U to vreme metoda odlučivanja da li je galaksija tamo ili nije, bila je izvođena pomoću fotografskih platana. Postmatranje tih galaksija je bilo nagađanje rastojanja, veličine i gustine tih grupa galaksija. Posmatranje galaksija u jatima je bilo vrlo teško jer su dalje galaksije se gubile iz vidika zbog bližih tj. svetlijih galaksija i zvezda.

Moderne metode

Danas je vrlo lako detektovati jata na velikim udaljenostima koristeći SDSS kamere, i kompjutere koji potvrđuju njihovo postojanje na osnovu svetlosti koje emituju gde se takođe upoređuju boje i na osnovu toga se utvrđuje da li postoje fizičke relacije. Filtriranje kroz galaksije pomoću crvenog pomaka trenutno sadrži set od ≈ 600,000 galaksija koji pokrivaju 5713 stepeni kvadratnih u svemiru. Osnovne stavke prikupljene od svake galaksije su: *(1) ugaona nebeska pozicija (u galaktičkim koordinatama, *(2) spektroskopsko merenje crvenog pomaka, *(3) Brojna vrednost Petrosnog fluksa g-traka i r-traka (zelena i crvena boja).

Kreiranje 3D mape Galaksija

Prvo se što se radi kada se podaci pripremaju jeste ekstrapolacija trodimenzionalne mape galaksije. Ovo uključuje pretvaranje dobijene merne vrednosti crvenog pomeraja u rastojanja (dužinu) koristeći fundamentalnu teoriju razvijenu u kosmologiji. Približno to rastojanje je vezano za crveni pomeraj,z, i za koju sledi sledeća relacija:

$d_{A}(z)={\frac {c}{H_{0}(1+z)}}\int _{0}^{z}{\frac {1}{\sqrt {\Omega _{m}(1+z\prime )^{3}+\Omega _{\Lambda }}}}dz\prime$

Galerija

Jato galaksija Ejbl 2744 – izuzetno udaljene galaksije otkrivene putem gravitacionog sočiva (16. oktobar 2014).

Video

• Video: Formiranje jata galaksija MRC 1138-262 (umetnički koncept).

Literatura

• „Galaxy Collision Separates Out the Dark Matter”. Universe Today. 2006-08-21. 
• „Galaxy Cluster Collision Creates a Dark Matter Core”. Universe Today. 2007-08-16. 
• „Ring of Dark Matter Discovered Around a Galaxy Cluster”. Universe Today. 2007-05-15. 
• Schilling, Govert (12. 1. 2012). „When Galaxies Crash”. ScienceNOW. Arhivirano iz originala 2012-01-29. g. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• „Humongous 'El Gordo' galaxy cluster packs mass of 2 quadrillion stars”. Christian Science Monitor. 2012-01-11. 
• „Discovery of the Musket Ball Cluster, a system of colliding galaxy clusters”. Science Daily. 
• XMM-Newton (6. 6. 2014). „Cosmic collision in the Bullet Group”. European Space Agency. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Gastaldello, F.; et al. (2014). „Dark matter–baryons separation at the lowest mass scale: The Bullet Group”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 442: L76—L80. Bibcode:2014MNRAS.442L..76G. arXiv:1404.5633 . doi:10.1093/mnrasl/slu058. 
• „Wild's Triplet”. Oxford Reference. Pristupljeno 13. 10. 2018. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• „Aintno Catalog”. 
• Inglis, Mike (2007). „Galaxies”. Astrophysics is Easy! An Introduction for the Amateur Astronomer. Patrick Moore's Practical Astronomy Series. str. 157–189. ISBN 978-1-85233-890-9. doi:10.1007/978-1-84628-736-7_4. 
• Inglis, Mike (2007). „Galaxies”. Astrophysics is Easy! An Introduction for the Amateur Astronomer. Patrick Moore's Practical Astronomy Series. str. 157–189. ISBN 978-1-85233-890-9. doi:10.1007/978-1-84628-736-7_4. 
• Stephen Uitti (27. 5. 2005). „Farthest Naked Eye Object”. Uitti.net. Pristupljeno 2008-11-01. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• A. Schwope (2013). „Galaxy Clusters”. Arches Project. 
• Biviano, Andrea; et al. (2000). „From Messier to Abell: 200 years of science with galaxy clusters”. Ur.: Florence Durret; Daniel Gerbal. Constructing the Universe with Clusters of Galaxies, IAP 2000 meeting, Paris, France, July 2000. Constructing the Universe with Clusters of Galaxies. str. 1. Bibcode:2000cucg.confE...1B. arXiv:astro-ph/0010409 . 
• Wang, Tao; et al. (2016). „Discovery of a galaxy cluster with a violently starbursting core at z=2.506”. The Astrophysical Journal. 828 (1): 56. Bibcode:2016ApJ...828...56W. S2CID 8771287. arXiv:1604.07404 . doi:10.3847/0004-637X/828/1/56 . 
• Yuichi Harikane; Masami Ouchi; Yoshiaki Ono; Seiji Fujimoto; Darko Donevski; Takatoshi Shibuya; Andreas L. Faisst; Tomotsugu Goto; Bunyo Hatsukade; Nobunari Kashikawa; Kotaro Kohno; Takuya Hashimoto; Ryo Higuchi; Akio K. Inoue; Yen-Ting Lin; Crystal L. Martin; Roderik Overzier; Ian Smail; Jun Toshikawa; Hideki Umehata; Yiping Ao; Scott Chapman; David L. Clements; Myungshin Im; Yipeng Jing; Toshihiro Kawaguchi; Chien-Hsiu Lee; Minju M. Lee; Lihwai Lin; Yoshiki Matsuoka; Murilo Marinello; Tohru Nagao; Masato Onodera; Sune Toft; Wei-Hao Wang (25. 2. 2019). „SILVERRUSH. VIII. Spectroscopic Identifications of Early Large Scale Structures with Protoclusters Over 200 Mpc at z~6-7: Strong Associations of Dusty Star-Forming Galaxies”. Astrophysical Journal (objavljeno 30. 9. 2019). 883 (2): 142. Bibcode:2019ApJ...883..142H. S2CID 118955475. arXiv:1902.09555 . doi:10.3847/1538-4357/ab2cd5 . CS1 održavanje: Format datuma (veza)

Spoljašnje veze

• Mediji vezani za članak Galaktička jata na Vikimedijinoj ostavi
• Clavin, Whitney; Jenkins, Ann; Villard, Ray (7. 1. 2014). „NASA's Hubble and Spitzer Team up to Probe Faraway Galaxies”. NASA. Pristupljeno 8. 1. 2014. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• National Institutes of Natural Sciences (27. 9. 2019). „Oldest galaxy protocluster forms 'queen's court'”. ScienceDaily. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• „Astronomers spot oldest galactic protocluster, a giant of the early universe”. UPI. 27. 9. 2019. CS1 održavanje: Format datuma (veza)