Скопления галактик, параметры подобия и соотношения между их измеряемыми характеристиками

Исследования скоплений галактик, их кластеров, дают возможность проследить эволюцию Вселенной на разных стадиях её жизни. При наблюдениях кластеров измеряются светимость, размер, температура, масса. Кластеры связаны в единое целое тяготением с универсальной константой $G$. Все эти величины определяются тремя единицами измерений: массы, длины, времени. Поэтому в системе существуют два безразмерных параметра, обычно называемых параметрами подобия. Один из них — это вириальное соотношение между потенциальной и кинетической энергиями. Однако скорости кластеров галактик не измеряются. Светимость $L$ и величина $G$ позволяют ввести динамический масштаб скорости $U_{\alpha}=(GL)^{1/5}$. Отношение этого масштаба к тепловой скорости газа даёт параметр подобия $\varPi_1$, который с точностью порядка 10 % постоянен для 30 рассматриваемых объектов. Это позволило численно определить вириальный параметр подобия $\varPi_2$ для 31 объекта. Для близких объектов с красным смещением $z \le 0,2$ параметр $\varPi_2$ порядка 10, и он уменьшается с увеличением $z$, т.е. с уменьшением возраста объекта. Для проверки качества данных с помощью измеренных величин определено значение $G$, которое для близких объектов оказалось равным истинному значению $G$ с точностью ${}< 6 \%$, а для дальних — с точностью $28 \%$. Предложено и проверено несколько других соотношений между измеряемыми характеристиками. Появляющиеся при этом численные коэффициенты оказываются постоянными в пределах $10$–$20 \%$, причём в линейном масштабе. С возрастом кластеры в среднем увеличиваются по массе и размерам, что указывает на присоединение мелких кластеров к крупным. Полученные результаты можно считать верными для кластеров с температурой $Т > 1$ кэВ, т.е. в рентгеновском диапазоне. Уменьшение масс кластеров с увеличением $z$, т.е. с уменьшением возраста объектов, в среднем прослеживается и в других диапазонах спектра. Показано, что по известным температуре и уровню принимаемого в рентгеновском диапазоне сигнала можно оценивать расстояние до скопления.