Головна / Всесвіт / Астрономи сфотографували «нитки світобудови»

Астрономи сфотографували «нитки світобудови»

Спостереження за одним з найбільших скупчень галактик в сузір’ї Водолія допомогли астрономам отримати перші детальні фотографії ниток «космічної павутини», яка з’єднує всі скупчення матерії у всесвіті. Знімки опублікував науковий журнал Science.

«В минулому нам вже вдавалося побачити світіння, яке виробляли ці бульбашки газу, розташовані за межами галактик. На цей раз ми змогли повністю їх розглянути і довести, що вони мають величезну, майже «нескінченну» довжину», — зазначив один з авторів дослідження, астрофізик Хідекі Умехата з Дослідницького центру RIKEN в Сайтаме (Японія).

Космологи припускають, що за структурою Всесвіт схожий на нескінченну тривимірну павутину, чиї нитки майже повністю складаються з великих скупчень темної матерії. В точках перетину цих волокон знаходяться щільні грудки видимої матерії, в тому числі окремі галактики і групи «зоряних мегаполісів».

Властивості та природу цієї павутини астрономи вивчають, спостерігаючи за далекими галактиками і коливаннями яскравості так званого реліктового випромінювання, яке являє собою своєрідне «відлуння» Великого вибуху. У ньому збереглася інформація про те, як темна матерія розподілилася по Всесвіту і зробила його вкрай неоднорідним по складу і щільності.

Самі по собі нитки «космічної павутини», як зазначає Умехата і його колеги, астрономи поки безпосередньо не бачили. В першу чергу, цьому заважає те, що яскраве світло галактик і їх скупчень затьмарює вкрай слабке світіння її ниток в інфрачервоному діапазоні. Тільки в деяких вдалих випадках, коли всередині них виникав «зародок» галактики, астрономи могли побачити частину цього газу.

Ці скромні успіхи не дозволяли космологам зрозуміти, чи існує одна з найбільших проблем в сучасній науці — те, чому Всесвіт імовірно містить у собі в два рази менше матерії, ніж передбачає теорія. Філаменти, нитки «космічної павутини», можуть приховувати в собі цю «зниклу» матерію, що пояснило б розбіжності і врятувало б теорію від перегляду.

Загадки космічного «лісу»

Умехата і його колеги зробили великий крок до відповіді на це питання. Вони спостерігали за світінням, яке атоми водню, що мешкають усередині «космічної павутини», виробляють при взаємодії з так званим лісом Лаймана, ультрафіолетовим фоновим випромінюванням Всесвіту.

Як правило, його яскравість відносно низька, проте найбільш великі і яскраві галактики, які існували в перші доби життя світобудови, виробляли дуже багато подібних частинок світла. Відповідно, якщо нитки «павутини» розташовані неподалік від таких галактик, то вони будуть досить яскраво світитися в тій частині спектра, яка пов’язана з «лісом» Лаймана.

Керуючись цією ідеєю, японські та європейські астрономи спостерігали за формуючим скупченням галактик SSA22, світло від якого йде до Землі приблизно 12 млрд років. Завдяки настільки великій дистанції, ми бачимо його в тому стані, в якому воно існувало в перші 2 млрд років життя Всесвіту.

Для пошуків слідів ниток «космічної павутини» вчені використовували європейський телескоп VLT, одну з найбільших наземних оптичних обсерваторій, а також спектроскоп MUSE, який може дуже ефективно «видаляти» світіння самих галактик і інших мешканців космосу з картинки.

Зіставивши знімки з VLT c фотографіями того ж скупчення галактик, які отримали інші обсерваторії, вчені вперше змогли побачити повноцінні нитки «космічної павутини». Вони дійсно з’єднують стародавні галактики і простягнулися на багато мільйонів світлових років.

В цілому їх фотографії підтвердили поточне уявлення про те, як влаштований Всесвіт — галактики дійсно перебували в тих точках, де перетиналися нитки «павутини», що повністю відповідає прогнозам сучасної космології. Як сподіваються вчені, подальші спостереження за SSA22 допоможуть їм обчислити масу газу в цих нитках і приступити до серйозних пошуків «зниклої» матерії всесвіту.