Астрофизики получили прямое изображение высокой четкости "космической паутины"

Международная команда исследователей получила беспрецедентное изображение высокой четкости космической нити, соединяющей две галактики, внутри огромной сети взаимосвязанных нитевидных структур, которые вместе называют космической паутиной.

Об этом рассказывают в Институте астрофизики Макса Планка (MPA), передают OstanniPodii.com.

Основой современной космологии является существование темной материи, которая составляет около 85% всей материи во Вселенной. Под воздействием гравитации темная материя образует сложную космическую паутину, состоящую из нитей (также называются филаментами), на пересечениях которых возникают самые яркие галактики. Эта космическая паутина действует как леса, на которых построены все видимые структуры во Вселенной: внутри нитей течет газ, который подпитывает звездообразование в галактиках. Прямые наблюдения за топливным обеспечением таких галактик могли бы углубить наше понимание формирования и эволюции галактик.

Однако изучение газа в этой космической паутине является невероятно сложной задачей. Межгалактический газ был обнаружен преимущественно опосредованно через поглощение света от ярких фоновых источников. Но результаты наблюдений не проясняют распределение этого газа. Даже самый распространенный элемент, водород, излучает лишь слабое свечение, что делает практически невозможным прямое наблюдение такого газа инструментами предыдущего поколения.

На изображении видно диффузный газ (от желтого до фиолетового), содержащийся в космической нити, которая соединяет две галактики (желтые звездочки) и простирается на огромное расстояние в 3 миллиона световых лет. © Davide Tornotti/University of Milano-Bicocca

В новом исследовании международная команда под руководством исследователей из Миланского университета Бикокка, а также ученых из MPA, получила беспрецедентное изображение космической нити высокой четкости с помощью Многоблочного спектроскопического исследователя (MUSE) -- инновационного прибора, установленного на Очень большом телескопе (VLT) в Европейской южной обсерватории в Чили. Даже с учетом передовых возможностей этого сложного инструмента, исследовательской группе пришлось провести одну из самых амбициозных кампаний наблюдений MUSE, когда-либо завершенных в одном регионе неба, собирая данные в течение сотен часов, чтобы обнаружить филамент на высоком уровне значимости.

В исследовании под руководством Давиде Торнотти, аспиранта Миланского университета Бикокка, эти сверхчувствительные данные были использованы для создания самого четкого изображения космической нити, простирающейся на 3 миллиона световых лет и соединяющей две галактики, в каждой из которых содержится активная сверхмассивная черная дыра.

Открытие, недавно опубликованное в журнале Nature Astronomy, предоставляет новые возможности для непосредственного определения свойств газа в межгалактических нитях и углубления нашего понимания формирования и эволюции галактик.

Двойник космической нити, наблюдаемой в данных от MUSE, как показано в суперкомпьютерной симуляции, описывающей крупномасштабное распределение газа во Вселенной. Газ, текущий в космической паутине, питая образования галактик на пересечениях нитей, показан фиолетовым цветом. Davide Tornotti/University of Milano-Bicocca/MPA

"Уловив слабый свет, излучаемый этой нитью, который путешествовал чуть менее 12 миллиардов лет, чтобы достичь Земли, мы смогли точно описать ее форму", - объясняет Давиде Торнотти. "Впервые мы смогли проследить границу между газом, находящимся в галактиках, и материалом, содержащимся в космической паутине, с помощью прямых измерений".

Исследователи воспользовались суперкомпьютерным моделированием Вселенной, которое проводилось в MPA, чтобы рассчитать прогнозы ожидаемого излучения нитевидной эмиссии, учитывая современную космологическую модель.

"Сравнивая с новым изображением космической паутины высокого разрешения, мы обнаружили значительную согласованность между современной теорией и наблюдениями", - добавляет Торнотти.

Это открытие и обнадеживающее согласие с моделированием на суперкомпьютерах является ключом к пониманию разреженной газовой среды вокруг галактик и открывает новые возможности для определения топливных запасов галактик.

Фабрицио Арригони Баттайя, научный сотрудник MPA, участвовавший в исследовании, подытоживает: "Мы в восторге от этого прямого наблюдения космической нити высокой четкости. Но, как говорят в Баварии: "Eine ist keine" -- один не считается. Поэтому мы собираем дальнейшие данные, чтобы обнаружить больше таких структур, с конечной целью иметь полное представление о том, как газ распределяется и течет в космической паутине".

.

• Галактики