Обнаружен огромный пузырь галактик

На расстоянии 820 млн световых лет от Земли находится гигантский пузырь из галактик, который вероятно является ископаемо-подобным остатком зарождения Вселенной.

Об этом рассказывают в Гавайском университете в Маноа (UH), передают OstanniPodii.com.

Обнаруженному образованию дали название Хоолейлана -- термин, взятый из гавайского песнопения Кумулипо, повествующего о зарождении мира.

В опубликованных в The Astrophysical Journal результатах отмечается, что такие массивные структуры предсказываются теорией Большого взрыва как результат трехмерной ряби, обнаруженной в материале ранней Вселенной и известной как барионные акустические осцилляции (БАО).

"Мы не искали её. Она настолько огромна, что простирается на краю сектора неба, который мы анализировали", - пояснил Брент Талли из Института астрономии UH. "Как увеличение плотности галактик это гораздо более сильная особенность, чем ожидалось. Очень большой диаметр в один миллиард световых лет выходит за рамки теоретических ожиданий. Если её формирование и эволюция соответствуют теории, то эта БАО находится ближе, чем предполагалось, что означает высокое значение скорости расширения Вселенной".

Астрономы обнаружили пузырь, используя данные Cosmicflows-4, которые на сегодняшний день являются самой большой подборкой точных расстояний до галактик. Талли стал одним из авторов этого исключительного каталога, опубликованного осенью 2022 года. Его команда исследователей считает, что это, возможно, первый случай, когда астрономы идентифицировали индивидуальную структуру, связанную с БАО. Открытие может помочь углубить знания ученых о последствиях эволюции галактик.

Огромные пузыри материи

Согласно общепринятой теории Большого взрыва, в течение первых 400 000 лет Вселенная представляет собой котел горячей плазмы, похожей на внутренности Солнца. Внутри плазмы электроны отделялись от атомных ядер. В этот период области с несколько большей плотностью начали коллапсировать под действием гравитации, в то время как интенсивное излучение пыталось раздвинуть материю. В результате борьбы гравитации и излучения плазма начала колебаться или образовывать рябь и распространяться наружу.

Наибольшая рябь в ранней Вселенной зависела от расстояния, которое могла преодолеть звуковая волна. Это расстояние, определяемое скоростью звука в плазме, составляло почти 500 млн световых лет и было зафиксировано после того, как Вселенная остыла и перестала быть плазмой, оставив огромную трехмерную рябь. В течение эонов галактики формировались на пиках плотности, в огромных пузырьковых структурах. Если правильно определить закономерности в распределении галактик, то можно раскрыть свойства этих древних посланцев.

"Я картограф группы, и трехмерное картирование Хоолейланы помогает нам понять ее содержание и взаимосвязь с окружающей средой", - говорит исследователь Даниэль Помаред из центра CEA университета Париж-Сакле во Франции. "Это был удивительный процесс составить эту карту и увидеть, как гигантская оболочечная структура Хоолейланы состоит из элементов, которые в прошлом были идентифицированы как одни из крупнейших структур Вселенной".

Эта же группа исследователей в 2014 году идентифицировала суперскопление Ланиакеа. Эта структура, в которую входит Млечный Путь, является небольшой по сравнению с Хоолейланой. Имея диаметре примерно 500 млн световых лет, Ланиакеа простирается до ближнего края этого гораздо большего пузыря.

Обнаружение единичной БАО

Команда Талли обнаружила, что Хоолейлана была отмечена в научной статье 2016 года как самая заметная из нескольких оболочечно-подобных структур, наблюдаемых в Слоановском цифровом обзоре неба. Однако более ранняя работа не выявила полного масштаба структуры, и та команда не сделала вывод о том, что нашла БАО.

Используя каталог Cosmicflows-4, исследователи смогли увидеть полную сферическую оболочку галактик, определить ее центр и показать, что существует статистическое увеличение плотности галактик во всех направлениях от этого центра. Хоолейлана включает в себя многие известные структуры, ранее обнаруженные астрономами, такие как Гарвард-Смитсоновская Великая Стена, содержащая скопление Кома, скопление Геркулес и Слоановскую Великую Стену. В её центре находится суперскопление Боэтес. Внутри Хоолейланы находится историческая пустота Войд Волопаса -- массивная пустая сферическая область.

Последствия существования Хоолейланы

Тесты с симуляциями показали, что оболочечная структура, идентифицированная как Хоолейлана, имеет менее чем 1% вероятности быть статистической случайностью. Хоолейлана обладает свойствами теоретически ожидаемой барионной акустической осцилляции, включая особенность в её центре с богатым суперскупчением; однако она выделяется сильнее, чем ожидалось.

В деталях Хоолейлана несколько больше, чем ожидалось из теории Стандартной модели космологии и из предыдущих статистических парных исследований разделения галактик. Этот размер согласуется с наблюдениями локальной скорости расширения Вселенной и галактических потоков на больших масштабах, которые также намекают на тонкие проблемы Стандартной модели.