| Аннотация |
Скопления галактик - самые массивные гравитационно-связанные объекты, горячий газ которых излучает в рентгеновском диапазоне. Более того, рассеяние фотонов реликтового фона на горячих электронах скопления приводит к искажению спектра фона (эффект Сюняева-Зельдовича), благодаря которому скопления галактик в микроволновом диапазоне могут быть зарегистрированы на любых красных смещениях. Сочетание данных в рентгеновском, микроволновом и оптическом диапазоне превращает скопления в мощный инструмент наблюдательной космологии.
Известно, что скопления образуются на месте редких, высокоамплитудных первичных флуктуаций плотности материи. Функция масс скоплений чрезвычайно чувствительна к спектру мощности первичных возмущений, темпу расширения Вселенной, который зависит от средней плотности вещества и темной энергии. Эволюция функции масс экспоненциально чувствительна к росту малых возмущений плотности материи. Что позволяет с даже сравнительно небольшими выборками скоплений на больших красных смещениях достичь конкурентного уровня точности оценки космологических параметров. В связи с этим, задача составления каталогов скоплений с измеренным красными смещениями и массами представляет колоссальный интерес для научного сообщества. Увеличение числа объектов позволит уменьшить статистическую ошибку, а разработка (и тестирование) надежных методов измерения массы скоплений - уменьшить систематическую ошибку в определении функции масс скоплений и, как следствие, космологических параметров.
Согласно современной иерархической парадигме формирования крупномасштабной структуры, скопления формируются посредством последовательный слияний и аккреции более мелких структур под действием гравитации. Полное описание формирования и наблюдаемых свойств скоплений галактик требует детального моделирования диссипативной физики барионов. Использование результатов численного моделирования скоплений галактик позволяет наблюдателям сделать предсказание, как должен проявлять себя тот или иной эффект в наблюдательных данных. Например, предсказывается, что на периферии скоплений галактик должна существовать аккреционная ударная волна, а также ударные волны, вызванные слиянием скоплений. Не менее интересной задачей является поиск “физической” границы скопления - радиуса разворота (splashback radius). По определению, это радиус, который соответствует апоцентру первой орбиты частиц, падающих на скопление. Положение радиуса разворота интересно не только само по себе, но и потенциально может служить индикатором темпа аккреции вещества на скопление.
С точки зрения наблюдений в рентгеновском диапазоне, периферия скоплений галактик - слабо исследованная область, так как рентгеновское излучение скоплений галактик быстро убывает с радиусом. Тем не менее, накопленные данные наблюдений (в частности, обсерваторий XMM-Newton, Chandra, СРГ/eROSITA) позволяют складывать рентгеновские изображения многих скоплений вместе для усиления полезного сигнала, в том числе на периферии, и подавления случайных шумов. Сравнение результатов подобного анализа с космологическими симуляциями позволяет делать выводы о свойствах газа на больших расстояниях от центра, об обогащении этой области тяжелыми элементами, истории формирования скоплений. Усиление полезного сигнала за счет сложения многих изображений может также пролить свет на возможное влияние распределения бесстолкновительной темной материи на больших масштабах на свойства горячего газа скоплений галактик.
|
