Изображение предоставлено NASA
Широкопольные наблюдения ранней Вселенной выявили странную галактику длиной 300 миллионов световых лет, которая бросает вызов современным теориям об эволюции Вселенной вскоре после Большого взрыва. Астрономы, открывшие галактику, находящуюся на расстоянии более 10 миллиардов световых лет, сравнили ее с суперкомпьютерным моделированием ранней Вселенной, которая так рано не смогла воспроизвести такие большие строки. Следующим шагом этого исследования будет картирование области неба в десять раз больше, чтобы получить лучшее представление о крупномасштабной структуре Вселенной.
Наблюдения в далеком и, следовательно, ранней Вселенной, проведенные в телескопе с широким полем зрения, оглядываясь назад на то время, когда она составляла пятую часть своего нынешнего возраста (красное смещение = 2,38), выявили огромную галактику длиной около 300 миллионов световых лет. Эта новая структура бросает вызов существующим моделям развития Вселенной, что не может объяснить, как такая большая струна могла образоваться так рано.
Размер этой струны сопоставим по размерам с «Великой стеной» галактик, найденной в соседней Вселенной доктором Джоном Хучрой и доктором Маргарет Геллер в 1989 году. Это первый случай, когда астрономы смогли нанести на карту область в ранней Вселенной. достаточно, чтобы раскрыть такую структуру галактики.
Струна была обнаружена доктором Повиласом Палунасом (Техасский университет в Остине, штат Техас), доктором Полом Фрэнсисом (Австралийский национальный университет, Канберра, Австралия), доктором Гарри Теплицем (Калифорнийский технологический институт в Пасадене), доктором Жераром Виллигер (Университет Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд) и доктор Брюс Э. Вудгейт (Центр космических полетов имени Годдарда НАСА, Гринбелт, Мэриленд). Первоначальные наблюдения были сделаны с помощью 4-метрового (159-дюймового) телескопа Бланко в Межамериканской обсерватории Cerro Tololo Национального научного фонда в Чили и подтверждены 3,9-метровым (154-дюймовым) англо-австралийским телескопом в Сайдинг-Спринг. Обсерватория в восточной Австралии. Команда представляет свои выводы сегодня на собрании Американского астрономического общества в Атланте, штат Джорджия, и документ, описывающий эту работу, появится в Astrophysical Journal в феврале.
Строка лежит на расстоянии 10 800 миллионов световых лет в направлении южного созвездия Грус (Журавль). Расстояние, которое свет проходит за год, почти шесть триллионов миль или 9,5 триллионов км., Составляет один световой год, поэтому мы видим строку, которая появилась 10,8 миллиарда лет назад. Его длина составляет не менее 300 миллионов световых лет, а ширина - около 50 миллионов световых лет. (См. Фильм 1 и изображения 3 и 4 для концепции художника в виде строки.) Астрономы обнаружили 37 галактик и один квазар в строке, но «их почти наверняка гораздо больше», - сказал Палунас. «Строка, вероятно, содержит много тысяч галактик». (Обратитесь к рисунку 1 для представления художника об этих галактиках, а к рисунку 5 - к сюжету их расположения на небе.)
«Мы видим эту строку такой, какой она была, когда Вселенная составляла лишь пятую часть своего нынешнего возраста», - сказал Вудгейт. «То есть мы оглядываемся на четыре пятых пути к началу Вселенной в результате Большого взрыва».
Команда сравнила свои наблюдения с суперкомпьютерным моделированием ранней Вселенной, которое не могло воспроизвести столь большие строки. «Моделирование говорит нам, что вы не можете взять этот вопрос в ранней Вселенной и выстроить его в строки, такие большие», - сказал Фрэнсис. «После Большого взрыва просто не было достаточно времени, чтобы сформировать столь колоссальные структуры».
«Наше лучшее предположение сейчас - это эффект верхушки айсберга», - сказал он. «Все, что мы видим, - это самые яркие галактики. Это, вероятно, намного меньше, чем 1% от того, что на самом деле существует, большинство из которых - таинственная невидимая темная материя. Может быть так, что темная материя устроена не так, как галактики, которые мы видим ». В последнее время накопились доказательства присутствия темной материи во Вселенной, невидимой формы материи, которую можно обнаружить только благодаря гравитационному притяжению, которое она оказывает на обычную материю (и свет). Существует много возможностей для определения темной материи, но ее истинная природа в настоящее время неизвестна.
В последние годы, объяснил Фрэнсис, было обнаружено, что в локальной Вселенной темная материя распределяется в больших масштабах почти так же, как галактики, а не более комковатая или менее. Но вернитесь на 10 миллиардов лет назад, и это может быть совсем другая история. Галактики, вероятно, образуются в центре облаков темной материи. Но в ранней Вселенной большинство галактик еще не сформировалось, и большинство облаков темной материи еще не будет содержать галактику.
«Чтобы объяснить наши результаты, - сказал Фрэнсис, - облака темной материи, которые лежат в струнах, должны образовать галактики, в то время как облака темной материи в других местах этого не сделали. Мы понятия не имеем, почему это произошло - это не то, что предсказывают модели ».
Астрономы говорят, что для продолжения этого исследования необходимо сделать следующий шаг: нанести на карту область неба в десять раз больше, чтобы лучше понять крупномасштабную структуру. В настоящее время проводится несколько таких опросов. Исследование финансировалось НАСА и Австралийским национальным университетом.
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
