How big is Abell 2029?

Abell 2029 — велике скупчення галактик у сузір’ї Діва, віддалене від Землі приблизно на 1 мільярд світлових років. Воно має в поперечнику близько 12,5 мільйона світлових років, якщо вимірювати до межі, всередині якої скупчення усталилося під дією власної гравітації. Світловий рік — це відстань, яку світло проходить за один рік, близько 9,46 трильйона кілометрів.

Розмір

Скупчення галактик не має краю. Його галактики, гарячий газ і темна матерія поступово розріджуються, а ззовні на нього й далі падає нова речовина. Тому астрономи вимірюють скупчення до стандартної межі — так званого віріального радіуса. Усередині цієї межі газ скупчення перебуває в рівновазі під дією гравітації, а поза нею речовина все ще падає досередини.

У 2012 році Стівен Волкер із колегами за допомогою рентгенівського супутника Suzaku склали карту гарячого газу скупчення аж до цієї межі. Вони визначили радіус приблизно в 1,9 мегапарсека, а мегапарсек — це приблизно 3,26 мільйона світлових років. В огляді галактик скупчення 2019 року, який провели Джубі Сон із колегами, радіус майже такий самий. Звідси скупчення має в поперечнику близько 12,5 мільйона світлових років, із похибкою менш ніж 1 мільйон світлових років в обидва боки.

Речовина простягається значно далі за цю межу. В околиці, де галактики ще падають до скупчення, команда Сона знайшла галактики скупчення аж на відстані близько 29 мільйонів світлових років від центра, яку виміряно по небу, а не вздовж променя зору.

Порівняння розмірів

Ширина Abell 2029 приблизно у 125 разів більша за ширину диска Чумацького Шляху, яка становить близько 100 000 світлових років.
Якби Чумацький Шлях зменшили до розміру баскетбольного м’яча, скупчення Abell 2029 мало б у поперечнику близько 30 метрів.
Ширина Abell 2029 приблизно у п’ять разів більша за відстань від Чумацького Шляху до галактики Андромеди, яка становить близько 2,5 мільйона світлових років.
Тьмяне гало IC 1101, гігантської галактики в центрі скупчення, простягається приблизно на 4 мільйони світлових років, а це приблизно третина ширини скупчення.

З чого складається скупчення

У скупченні Abell 2029 понад тисяча галактик: в огляді Сона нарахували 1 215 галактик, що належать до скупчення та до груп, які падають до нього. Найяскравіша серед них — IC 1101 у центрі. Разом з Abell 2033, Abell 2028 і Abell 2066 скупчення Abell 2029 утворює невелике надскупчення.

Між галактиками міститься величезна хмара газу, нагрітого приблизно до 90 мільйонів градусів Цельсія, а це достатньо гаряче, щоб світитися в рентгенівських променях. Команда Волкера оцінює повну масу всередині віріального радіуса приблизно в 800 трильйонів мас Сонця. Поблизу межі гарячий газ становить приблизно шосту частину цієї маси. Більша частина решти — темна матерія, невидима форма матерії, яку виявляють за її гравітацією.

Спокійне скупчення з бурхливим минулим

Abell 2029 іноді називають «найспокійнішим скупченням у Всесвіті», бо його гарячий газ виглядає гладеньким і неозбуреним. У 2026 році Рентгенівська обсерваторія NASA «Чандра» виконала найглибше з досі зроблених рентгенівських спостережень цього скупчення. Це спостереження показало, що скупчення не завжди було спокійним.

На знімках «Чандри» видно спіраль газу, що сягає приблизно 2 мільйонів світлових років від центра. Дослідники вважають, що вона утворилася, коли менше скупчення, приблизно в десять разів легше, зіткнулося з Abell 2029 близько 4 мільярдів років тому. Через зіткнення газ скупчення хлюпнувся в один бік, як вино, яке крутять у келиху.

Скупчення й досі росте. Дві менші групи галактик, Abell 2033 і група на південь від скупчення, падають до нього й, як очікують, зіллються з ним упродовж кількох мільярдів років.