Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
При сравнительно небольших ріазмерах С. г. в них наблюдаются очень большие среднеквадратичные скорости галактик (у) — до 1—2• IO3 км/с. Согласно вириа-; ла теореме это означает, что С. г. обладают очень
большой массой (вириальной массой) Mv, определяемой соотношением
Л/в=2аЛу2С?_1жО ,5а1016 Mqv2R ,
где R — радиус скопления (Мпк); Mq — масса Солн-! ца; G — гравитац. постоянная; а — безразмерный чис-
ленный коэф. порядка 1, зависящий от распределения илотности С. г. (v в тыс. км/с). С др. стороны, зная све-
* тимость С. г. и зависимость масса — светимость (см.
) Масса — светимость зависимость) для галактик, вхо-
) дящих в скопление, можно оценить массу светящегоси
і вещества скопления, Ml. Такие оценки выполнены для
* центр, частей неск. деситков С. г. Найдено, что Ml
] ~ 0,1 Af*. Значит, расхождение оцеион Ml и Mv, впер-
j вые отмеченное Ф. Цвикки (F. Zwicky) в 1930-х гг.,
; является одним из самых серьёзных свидетельств дан-
1 ных наблюдений в пользу существования невидимого
I тяготеющего вещества (скрытой масск), к-рое в масш-
* табах С. г. прибл. в 10 раз превосходит массу видимого вещества, сосредоточенного в галактиках.
В 70-х гг. обнаружено рентг. излучение горячего
газа, заполняющего С. г. Исследование спектра излу-: чения и распределения яркости позволило оценить
j темп-ру и распределение плотности газа. Оказалось, что
., в богатых С. г. эти величины хорошо коррелируют CO
скоростями галактик и их распределением. В более бед-нмх С. г. наряду с общим рентг. фоном выделяется излучение корон отдельных наиб, массивных галактик, гравитац. потенциал к-рых сравним с гравитац. потенциалом скопления как целого. Масса горячего газа в центр.
* областях С. г. не превосходит иеск. процентов вириальной массы скопления, его плотность ок. IO-3 см"3. Эти данные служат важным независимым подтверждением
} стационарности С. г. н приведённых выше оценои мас-
сы видимого и невидимого вещества в них. Подробные спектральные наблюдения нескольких наиб, ярких С. г. И показывают, что в горячем газе присутствуют высоко ио-
низованные тяжёлые элементы (иапр., Fe+*6) с относит. І содержанием ок. 0,1—0,3 солнечного (см. Paenpocmpa-
; Hiutwcmb элементов). Это значит, что газ С. г. ие явди-
І ется первичным н частично прошёл переработиу в звёз-
дах. Однако ныие невозможно сказать, как протекала эволюция горячего газа и его обогащение тяжёлыми элементами. Горячий газ в С. г. может наблюдаться также по искажению спектра микроволнового фонового излучения — эффект Зельдовича — Сюняева. Эффект связан с рассеянием фотонов этого излучения на электронах горячего газа С. г., что ведёт к росту ср. энергии фотонов и падению темп-ры излучения T в области спектра, где hv <? kT (v — частота излучения). Эффект, по-видимому, наблюдаетси в двух С. г. Одноврем. наблюдение рентг. излучении С. г. и эффекта Зельдовича — Сюняева позволяет точнее оценить параметры С. г., поскольку эти наблюдаемые величины зависят от разных комбинаций темп-ры и плотности газа и размеров скопления.
Наблюдаемая эллиптичность формы С. г., вероятно, связана с анизотропией распределения галактик по скоростям. Это свидетельствует о том, что С. г. возникли при объединении уже сформировавшихся галактик и никогда не проходили фазы стационарного газового облака. Такое заключение согласуетси с наблюдаемыми особенностями распределения галактик скопления по скоростям. В большинстве С. г. дисперсия скоростей (квадрат среднеквадратичной скорости) не аависит от массы галактик. Это значит, что в системе успели пройти процессы быстрой релаксации скоростей галактик в коллективном гравитац. поле (см. Звёздная динамика), но ещё не успело сказаться влияние процессов парного взаимодействия, к-рые с течением времени должны привести к максвелловской ф-ции распределения галактик ио скоростям с дисперсией скоростей, зависящей от массы галактик (такая зависимость отмечена лшць у неск. плотных С. г.). Это — свидетельство сравнит, молодости С. г.
С. г. наблюдаются вплоть до красных смещений z X 1 (С. г. ЗС184), тогда как квазары найдены вплоть до z я: 4. Поэтому прямых данных об эпохе формирования С. г. наблюдения не дают. Интересно, что хотя вблизи квазаров часто вйдят отд. галактики, отмечена отчётливая ант ик о р ре л яция распределений нвазаров н С. г.
С. г. являются ярчайшими элементами крупномасштабной структуры Вселенной. Изучение окрестностей Галактики показывает, что богатые С. г., как правило, расположены в узлах, в к-рых сходятся неск. цепочек и сверхскоплеинй галактик. Менее богатые С. г. часто расположены цепочной вдоль мощного сверхскопления галактик. Довольно часто С. г., подобно галантикам, собираются в небольшие группы из 2—3 членов. В неск. случаях наблюдается слияние двух С. г., сопровождаемое мощным реитг. излучением. Определённая на основе наблюдений корреляц. ф-ция распределения С. г.
?(r)=:(r/rc)-M, re«25fc-1 (Мпк)
(г — расстояние между парами С. г., h — безразмерный параметр; см. Хаббла закон) по форме подобна корреляц. ф-цин галактик, ио отличается от неё значением корреляц. радиуса rCl прибл. в 5 раз превосходящего принятое значение корреляц. радиуса распределения галактик. Отмечаетси зависимость значения гс от класса богатства и объёма выборки. Различие корреляц. радиусов распределения галактик и С. г. частично связано с сильным различием плотности их распределении в пространстве. Подробное изучение и численное моделирование эффекта показывают, что, вероятно, необходимо допустить и добавочное крупномасштабное (~ 50 Мпк) скучивание вещества, к-рое трудно заметить при научении распределения галактик.
