Næsten en tredjedel af alle galaksehobe kan tidligere have været ubemærket

I 1933, Fritz Zwicky, berømt amerikansk astronom af schweizisk oprindelse, nået frem til den forbløffende konklusion, at selvom galakser er vejvisere for galaksehobe, deres bidrag til den samlede klyngemasse er minimalt i forhold til en dominerende mørkt stofkomponent. Aktuelle estimater af en klynges samlede masse indikerer, at bidragene groft er:

• galakser:1 procent
• varm intraclustergas:9 procent
• mørkt stof:90 procent.

Indtil nu, disse megaparsec-skala systemer, som har op til hundreder af billioner af solmasser, blev let genkendt i synligt lys på grund af lysstyrken af ​​de indlejrede galakser og deres koncentration mod hobecentrene. På grund af deres store masser og omfang, galaksehobe er grundlæggende for universets kortlægning og massebudget. Nyt arbejde fra et internationalt hold af videnskabsmænd tyder på, at måske så mange som en tredjedel af alle klynger tidligere har været uobserverede. Studiet, udført i det nærliggende univers, viser, at de nyligt afslørede klynger indeholder færre, mindre pakket, og mindre lysende galakser i forhold til de konventionelle hobe.

Opdagelsen blev gjort ved hjælp af offentlige data for 191, 440 galakser fra en større galakse-rødforskydningsundersøgelse (2dFGRS) udført for ti år siden med et robotinstrument ved det 3,9 meter lange Anglo-Australian Telescope. Genundersøgelse af data gennem big data-analyse, sammen med opgivelsen af ​​fordomme om klyngens udseende, førte til den rapporterede opdagelse.

Det internationale hold af astronomer og dataloger viste, at ikke alle klynger (eller sværme) af galakser ser ens ud i det optiske område. "Vi har fundet klynger med færre og mindre lysende galakser (spiraler og irregulære) og mere løst pakket mod centrene end de konventionelle hobe, egenskaber, der overfladisk giver dem et udseende, der ikke er for uligt fra almindelige områder af himlen. Dette er hovedårsagen til, at de var ubemærket indtil nu, " forklarer Luis Campusano fra University of Chile i Santiago og hovedforfatter af undersøgelsen.

"Resultatet er lige så overraskende, som hvis geografer havde savnet en tredjedel af de høje tinder i en bjergkæde som Andesbjergene, fordi de havde sne og var lidt fladere på deres toppe, " tilføjer Roger G. Clowes fra Jeremiah Horrocks Institute ved University of Central Lancashire, England, medforfatter til artiklen.

Opdagelsen af ​​en ny klasse af massive klynger har vigtige konsekvenser. "Indtil nu, søgninger efter klynger var baseret på tilstedeværelsen af ​​lyse elliptiske galakser, mens tilføjelsen af ​​nye massive klynger øger deres bidrag til universets middelmasse. Erkendelsen af, at klynger med lignende masse kan have et ganske forskelligt galakseindhold, er bevis på, at hver enkelt hobs særlige historie også er relevant, og ikke blot dens masse alene. Resultatet sætter nye begrænsninger for teorien om galakseevolution, " siger Gabriel Marinello fra Joint ALMA Observatory, også medforfatter til dette værk.

Den ledetråd, der gjorde det muligt for Campusano og hans samarbejdspartnere at finde nye store systemer af "mørk stof", var implementeringen af ​​en klyngefinder, der kun overvejede den rumlige fordeling af galakserne uden bekymring for deres lysstyrke eller for deres morfologi. Samarbejdet mellem astronomer og dataloger var også grundlæggende.

Softwaren identificerede klynger i databasen, som indeholder positionsoplysninger for næsten 200, 000 galakser, ved en geometrisk metode, der finder galaksens overdensiteter. Dette tillader identifikation af en klynges medlemmer gennem et hastighedsgab, der adskiller dem fra det generelle himmelfelt. Den resulterende klyngeprøve viste sig at indeholde klynger rapporteret i litteraturen og at give et mere komplet klyngekatalog.

De fleste cluster-finder-algoritmer er afhængige af nærheden mellem galakser, den såkaldte venner-af-venner metode, som kan sløre identifikation af klyngekernen. I en sammenligning med de offentliggjorte resultater fra andre, tidligere klyngefindere, der arbejder på det samme galaksedatasæt, effektiviteten af ​​den nye beregningsprocedure viste sig at være væsentligt forbedret. Gennem detaljerede analyser, forfatterne viste, at den nye algoritme ikke kun var i stand til at opdage de allerede offentliggjorte klynger, men at den også afslørede nye klynger. Det viste sig, at nogle af de nye detektioner var "mere af det samme, " hvilket er ikke overraskende, når forbedrede metoder bruges. Men mange blev afsløret for at have et andet udseende. Den detaljerede analyse af disse ekstra påvisninger førte til opdagelsen.

Formodentlig, videnskaben om galaksehobe startede allerede i 1781 med visuel identifikation af overdensiteter i fordelingen af ​​tåger over store områder af himlen af ​​den franske astronom Messier. Imidlertid, først for relativt nylig, i 1923, var nogle af stjernetågerne først anerkendt som eksterne galakser af Edwin Hubble.