Первая фотография космической паутины, охватывающей две галактики
Представьте себе светящуюся нить длиной в три миллиона световых лет, соединяющую две галактики, находящиеся в процессе формирования в то время, когда Вселенная была еще молодой, всего два миллиарда лет. Это не научная фантастика, а недавнее открытие, сделанное астрономами с помощью самых современных приборов. Впервые сфотографированная, эта нить является частью космической паутины — гигантского каркаса, на котором держится вся структура видимой Вселенной.
Космическая паутина: невидимые строительные леса Вселенной
Космическая паутина — это сеть нитей из газа и темной материи, которая соединяет галактики и скопления галактик по всей Вселенной. Таким образом, она образует паутинную структуру космического масштаба, где нити переносят сырье, необходимое для формирования звезд и роста галактик. Другими словами, космическая паутина — это скелет Вселенной, невидимый каркас, вокруг которого формируются и эволюционируют галактики.
Эта обширная сеть имеет решающее значение для понимания эволюции космоса. Газ, текущий по этим нитям, действует как космическая магистраль, снабжающая галактики водородом и другими элементами, необходимыми для звездообразования. Изучая космическую сеть, ученые могут проследить путь материи через Вселенную и понять, как галактики формировались и развивались на протяжении миллиардов лет.
Технологический вызов: сделать невидимое видимым
Наблюдение за космической паутиной — это технологическая сложность. Сложность заключается в самой природе ее компонентов. Паутина состоит в основном из темной материи — формы невидимой материи, которая не взаимодействует со светом. Эта темная материя составляет около 27 % массы и энергии Вселенной, но она остается неуловимой для традиционных приборов наблюдения.
Даже видимый газ, в основном водород, излучает очень слабое свечение, которое трудно обнаружить. Если газ и удается обнаружить, то зачастую косвенно, через свет, который он поглощает от фоновых источников света, таких как квазары или далекие галактики.
Чтобы преодолеть эти препятствия, исследователи использовали MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), современный прибор, установленный на Очень большом телескопе (VLT) в Европейской южной обсерватории в Чили. MUSE способен снимать очень слабые спектры света, что позволяет наблюдать детали, невидимые для других приборов. Благодаря этому оборудованию ученые впервые смогли сфотографировать нить в космической паутине.
Свет из прошлого
Прежде чем попасть на Землю, свет, запечатленный астрономами, проделал путь в двенадцать миллиардов лет. Это означает, что ученые наблюдают Вселенную такой, какой она была, когда ей было всего два миллиарда лет.
Это открытие тем более впечатляет, что для него потребовались сотни часов наблюдений. Это одна из самых амбициозных кампаний, когда-либо проводившихся с помощью MUSE, сконцентрированная на точной области неба. Терпение и точность ученых были вознаграждены этим уникальным изображением.
Подтверждение космологических теорий
Помимо впечатляющего визуального эффекта, это открытие имеет глубокие последствия для космологии. Исследователи сравнили наблюдаемые данные с моделированием, выполненным на суперкомпьютерах в Институте астрофизики Макса Планка. Эти модели, основанные на Стандартной модели космологии, предсказывают распределение материи в космосе.
Соответствие между наблюдениями и моделированием поразительное. По словам руководителя исследовательской группы Давиде Торнотти, «сравнивая новое изображение космической паутины в высоком разрешении, мы видим существенное соответствие между существующей теорией и наблюдениями». Это подкрепляет достоверность существующих космологических моделей и подтверждает наше понимание структуры Вселенной.
Шаг к полному отображению Вселенной
Несмотря на этот прорыв, исследователи сохраняют осторожность. Как отмечает член команды Фабрицио Арригони Баттайя, «одного открытия недостаточно, чтобы понять всю космическую паутину. Нам нужно найти и другие нити, чтобы получить полное представление о том, как газ распределяется и циркулирует во Вселенной».
Долгосрочная цель — составить карту всей космической паутины, что позволит лучше понять процесс формирования и эволюции галактик. Будущие наблюдения в сочетании со все более точным моделированием могут раскрыть ранее неизвестные детали структуры Вселенной.