По современным представлениям все наблюдаемые астрономические объек ты возникли из ничтожно малых флуктуаций плотности материи, заложенных на самых ранних этапах образования Вселенной. Вещество стягивается к областям, где плотность материи изначально оказалась чуть выше, чем в среднем по Вселенной, все увеличиваяти увеличивая контраст плотности. Пространственный масштаб этих флуктуаций плотности задает конечную массу объекта, который сформируется в данном месте. А амплитуда начальных флуктуаций разного масштаба определяет характерное время, необходимое для формирования объектов заданной массы. В нашей Вселенной формирование структуры идет иерархическим образом — от объектов малой массы ко все более и более массивным образованиям. Иными словами, первыми начали образовываться звезды, затем галактики, а затем и скопления галактик. В настоящую эпоху именно скопления галактик являются «самыми массивными сформировавшимися объектами во Вселенной». Это выражение взято в кавычки, поскольку оно стало уже своего рода штампом при описании скоплений и встречается во множестве научных и популярных статей. Масса скопления галактик действительно очень велика — до 10¹⁵ масс Солнца (M), причем соотношение вкладов различных форм материи в их массу приблизительно такое же, как и во Вселенной в целом — 85% темной материи и 15% обычного вещества — барионов, т.е. привычных для нас водорода, гелия и более тяжелых элементов. И темная, и обычная материи образуют общую потенциальную яму, в которой сила гравитационного притяжения не дает космическим объектам разлетаться. Что касается обычного вещества, то из него состоят звезды в галактиках и горячий газ, заполняющий пространство между галактиками. А темную материю мы не видим прямо, но можем измерять ее массу по влиянию, оказываемому темной материей на движение галактик и распределение газа. В оптическом диапазоне, наблюдения в котором долгие годы служили единственным источником информации обо всех астрономических объектах, скопления галактик выглядят как участки неба, где плотность галактик заметно выше, чем в других местах (рис.1). Богатое скопление может содержать сотни галактик (из них несколько десятков действительно яркие галактики, а остальные — весьма слабые), заключенных в области размерами до нескольких миллионов световых лет. Галактики, естественно, не стоят на месте, а двигаются со скоростями порядка 1000 км/с. Скорость этих движений отражает силу притяжения и размер такого массивного объекта, как скопление, подобно тому, как скорость движения планет отражает массу звезды и размер орбиты.

Читать статью (.pdf)