Астрофізики отримали пряме зображення високої чіткості "космічної павутини"

Міжнародна команда дослідників отримала безпрецедентне зображення високої чіткості космічної нитки, що з′єднує дві галактики, всередині величезної мережі взаємопов′язаних ниткоподібних структур, які разом називають космічною павутиною.

Про це розповідають в Інституті астрофізики Макса Планка (MPA), передають OstanniPodii.com.

Основою сучасної космології є існування темної матерії, яка становить близько 85% всієї матерії у Всесвіті. Під впливом гравітації темна матерія утворює складну космічну павутину, що складається з ниток (також називається філаментами), на перетинах яких виникають найяскравіші галактики. Ця космічна павутина діє як риштування, на якому побудовані всі видимі структури у Всесвіті: всередині ниток тече газ, який підживлює зореутворення в галактиках. Прямі спостереження за паливним забезпеченням таких галактик могли б поглибити наше розуміння формування та еволюції галактик.

Однак вивчення газу в цій космічній павутині є неймовірно складним завданням. Міжгалактичний газ був виявлений переважно опосередковано через поглинання світла від яскравих фонових джерел. Але результати спостережень не прояснюють розподіл цього газу. Навіть найпоширеніший елемент, водень, випромінює лише слабке світіння, що робить практично неможливим пряме спостереження такого газу інструментами попереднього покоління.

На зображенні видно дифузний газ (від жовтого до фіолетового), що міститься в космічній нитці, яка з′єднує дві галактики (жовті зірочки) та простягається на величезну відстань у 3 мільйони світлових років. © Davide Tornotti/University of Milano-Bicocca

У новому дослідженні міжнародна команда під керівництвом дослідників з Міланського університету Бікокка, а також вчених з MPA, отримала безпрецедентне зображення космічної нитки високої чіткості за допомогою Багатоблокового спектроскопічного дослідника (MUSE) -- інноваційного приладу, встановленого на Дуже великому телескопі (VLT) в Європейській південній обсерваторії в Чилі. Навіть з урахуванням передових можливостей цього складного інструменту, дослідницькій групі довелося провести одну з найамбітніших кампаній спостережень MUSE, коли-небудь завершених в одному регіоні неба, збираючи дані протягом сотень годин, щоб виявити філамент на високому рівні значущості.

У дослідженні під керівництвом Давіде Торнотті, аспіранта Міланського університету Бікокка, ці надчутливі дані були використані для створення найчіткішого зображення космічної нитки, що простягається на 3 мільйони світлових років і з′єднує дві галактики, в кожній з яких міститься активна надмасивна чорна діра.

Відкриття, нещодавно опубліковане в журналі Nature Astronomy, надає нові можливості для безпосереднього визначення властивостей газу в міжгалактичних нитках і поглиблення нашого розуміння формування та еволюції галактик.

Двійник космічної нитки, спостережуваної в даних від MUSE, як показано в суперкомп′ютерній симуляції, що описує великомасштабний розподіл газу у Всесвіті. Газ, що тече в космічній павутині, живлячи утворення галактик на перетинах ниток, показаний фіолетовим кольором. Davide Tornotti/University of Milano-Bicocca/MPA

"Вловивши слабке світло, випромінюване цією ниткою, яке подорожувало трохи менш як 12 мільярдів років, щоб досягти Землі, ми змогли точно описати її форму", - пояснює Давіде Торнотті. "Вперше ми змогли простежити межу між газом, що знаходиться в галактиках, і матеріалом, що міститься в космічній павутині, за допомогою прямих вимірювань".

Дослідники скористалися суперкомп′ютерним моделюванням Всесвіту, яке проводилося в MPA, щоб розрахувати прогнози очікуваного випромінювання ниткоподібної емісії, враховуючи сучасну космологічну модель.

"Порівнюючи з новим зображенням космічної павутини високої роздільної здатності, ми виявили значну узгодженість між сучасною теорією та спостереженнями", - додає Торнотті.

Це відкриття та обнадійлива згода з моделюванням на суперкомп′ютерах є ключем до розуміння розрідженого газового середовища навколо галактик і відкриває нові можливості для визначення паливних запасів галактик.

Фабріціо Аррігоні Баттайя, науковий співробітник MPA, який брав участь у дослідженні, підсумовує: "Ми в захваті від цього прямого спостереження космічної нитки високої чіткості. Але, як кажуть у Баварії: "Eine ist keine" -- один не рахується. Тому ми збираємо подальші дані, щоб виявити більше таких структур, з кінцевою метою мати повне уявлення про те, як газ розподіляється та тече в космічній павутині".

.

• Галактики