Наблюдения за одним из крупнейших скоплений галактик в созвездии Водолея помогли астрономам получить первые детальные фотографии нитей «космической паутины», которая соединяет все скопления материи в мироздании. Снимки опубликовал научный журнал Science.
«В прошлом нам уже удавалось увидеть свечение, которое вырабатывали эти пузыри газа, расположенные за пределами галактик. На этот раз мы смогли полностью их рассмотреть и доказать, что они обладают огромной, почти «бесконечной» длиной», — отметил один из авторов исследования, астрофизик Хидеки Умехата из Исследовательского центра RIKEN в Сайтаме (Япония). Космологи предполагают, что по структуре Вселенная похожа на бесконечную трехмерную паутину, чьи нити почти полностью состоят из крупных скоплений темной материи. В точках пересечения этих волокон находятся плотные комки видимой материи, в том числе отдельные галактики и группы «звездных мегаполисов».Свойства и природу этой паутины астрономы изучают, наблюдая за далекими галактиками и колебаниями в яркости так называемого реликтового излучения, который представляет собой своеобразное «эхо» Большого взрыва. В нем сохранилась информация о том, как темная материя распределилась по Вселенной и сделала ее крайне неоднородной по составу и плотности.Сами по себе нити «космической паутины», как отмечает Умехата и его коллеги, астрономы пока напрямую не видели. В первую очередь этому мешает то, что яркий свет галактик и их скоплений затмевает крайне слабое свечение ее нитей в инфракрасном диапазоне. Только в некоторых удачных случаях, когда внутри них возникал «зародыш» галактики, астрономы могли увидеть часть этого газа.Эти скромные успехи не позволяли космологам понять, существует ли одна из самых больших проблем в современной науке — то, почему Вселенная предположительно содержит в себе в два раза меньше материи, чем предсказывает теория. Филаменты, нити «космической паутины», могут таить в себе эту «пропавшую» материю, что объяснило бы расхождения и спасло бы теорию от пересмотра.
Загадки космического «леса»
Умехата и его коллеги сделали большой шаг к ответу на этот вопрос. Они наблюдали за свечением, которое атомы водорода, обитающие внутри «космической паутины», вырабатывают при взаимодействии с так называемым лесом Лаймана, ультрафиолетовым фоновым излучением Вселенной.Как правило, его яркость относительно низка, однако самые крупные и яркие галактики, которые существовали в первые эпохи жизни мироздания, вырабатывали очень много подобных частиц света. Соответственно, если нити «паутины» расположены неподалеку от таких галактик, то они будут достаточно ярко светиться в той части спектра, которая связана с «лесом» Лаймана.Руководствуясь этой идеей, японские и европейские астрономы наблюдали за формирующимся скоплением галактик SSA22, свет от которого идет до Земли примерно 12 млрд лет. Благодаря столь большой дистанции, мы видим его в том состоянии, в котором оно существовало в первые 2 млрд лет жизни Вселенной.Для поисков следов нитей «космической паутины» ученые использовали европейский телескоп VLT, одну из крупнейших наземных оптических обсерваторий, а также спектроскоп MUSE, который может очень эффективно «удалять» свечение самих галактик и других обитателей космоса из картинки.Сопоставив снимки с VLT c фотографиями того же скопления галактик, которые получили другие обсерватории, ученые впервые смогли увидеть полноценные нити «космической паутины». Они действительно соединяют многие формирующиеся древние галактики и протянувшиеся на многие миллионы световых лет.В целом их фотографии подтвердили текущие представления о том, как устроена Вселенная — галактики действительно находились в тех точках, где пересекались нити «паутины», что полностью соответствует предсказаниям современной космологии. Как надеются ученые, дальнейшие наблюдения за SSA22 помогут им вычислить массу газа в этих нитях и приступить к серьезным поискам «пропавшей» материи мироздания.
