В холодной пустыне космоса галактики объединяются вокруг костров звезд и гарантирующего притяжения сверхмассивных черных дыр. Между этими уютными скоплениями галактик, где вокруг миллионы световых лет простирается пустое пространство, слабая газовая магистраль соединяет тьму.
Эта загазованная межгалактическая сеть известна в космологических моделях как космическая сеть. Считается, что сеть, сделанная из длинных нитей водорода, оставшихся после Большого взрыва, содержит большую часть (более 60%) газа во Вселенной и напрямую питает все области звездообразования в космосе. В местах пересечения волокон образуются галактики. По крайней мере, это теория.
Волокна галактической паутины никогда ранее не наблюдались непосредственно, потому что они являются одними из самых слабых структур во вселенной и легко омрачаются сиянием галактик вокруг них. Но теперь, в исследовании, опубликованном сегодня (3 октября) в журнале Science, исследователи собрали вместе первую в мире фотографию космических филаментов, сходящихся на далеком скоплении галактик, благодаря некоторым из самых чувствительных телескопов на Земле.
Изображение (ниже) показывает синие нити водорода, пересекающие скопление древних белых галактик, расположенных на расстоянии около 12 миллиардов световых лет от Земли (это означает, что галактики родились примерно в первые миллиарды с половиной лет после Большого взрыва). Сильно освещенные ультрафиолетовым излучением самих галактик, нити растягиваются на более чем 3 миллиона световых лет, подтверждая свой статус некоторых из самых гигантских структур в космосе.
«Эти наблюдения самых слабых, самых больших структур во вселенной являются ключом к пониманию того, как наша вселенная эволюционировала во времени», - написала Эрика Хэмден, астроном из обсерватории Стюарда Университета Аризоны, в сопроводительном комментарии к новому исследованию. (Хамден не участвовал в исследовании.) Эти наблюдения, добавил Хамден, являются «лишь верхушкой айсберга» обнаружения космических сетей, и исследования показывают новые изображения сети в других древних уголках космоса.
Подключение к сети
Как отмечает новое исследование, пучки водорода, составляющие нити космической паутины, настолько слабы, что едва различимы от пустого неба. Итак, как исследователям удалось выманить эти черты из темноты? Используя галактики в сети "как космические фонарики", написал Хэмден.
Используя инструмент, названный Multi Unit Spectroscopic Explorer на очень большом телескопе Европейской южной обсерватории, исследователи обратили внимание на древний скопление галактик в созвездии Водолея, которое известно как чрезвычайно обширное и чрезвычайно старое. Свет от новорожденных звезд и измельченных в материю черных дыр слабо освещал струи водорода, циркулирующие внутри и между этими галактиками, что позволило исследователям составить карту расплывчатых очертаний волокон космической паутины.
Наблюдения выявили две параллельные магистрали водорода, соединяющие галактические точки на протяжении миллионов световых лет, соединенные третьим потоком газа, соединяющим их по диагонали, как космическое отклонение. В соответствии с космологическими моделями, нити газа, казалось, непосредственно питали наиболее активные звездообразующие галактики на решетке, перекачивая водород прямо в дома новорожденных солнц и голодных черных дыр.
Это исследование предоставляет наиболее убедительные доказательства того, что космическая сеть существует, как и предсказывают модели, пишет Хэмден. Однако изучение слабых и далеких структур имеет очевидные ограничения. С одной стороны, почти невозможно сказать, где заканчиваются края каждой водородной нити и начинается пустое пространство, что позволяет разным исследователям по-разному определять границы филаментов, что может привести к различным картинам структур. Кроме того, наземные телескопы могут обнаруживать нити только из самых отдаленных древних скоплений галактик, которые излучают достаточно света, чтобы показать, как космическая сеть появилась вскоре после Большого взрыва.
Космический УФ-телескоп может открыть дверь для изучения того, как сеть соединяется с более молодыми, более слабыми галактиками, но развертывание такого инструмента будет трудным и дорогим, писал Хэмден. В конечном счете, это новое исследование не приближает наблюдателей Земли к древним и таинственным мирам во всей вселенной, но напоминает нам, что мы можем быть более связаны с ними, чем мы думали.
