Вот первые прямые изображения космической паутины в темных уголках Вселенной
Огромная, почти невидимая сеть нитей, охватывающая и соединяющая Вселенную, наконец-то была замечена сверкающей в темноте.
В чернильных просторах межгалактического пространства астрономы непосредственно обнаружили слабое свечение этих нитей. нити, тянущиеся через бездну. Раньше мы видели эту обширную сеть только вокруг таких объектов, как квазары, самые яркие огни во Вселенной.
Теперь мы видели ее в темноте, где скрывается большая часть сети.
«До этого последнего открытия мы видели нитевидные структуры под эквивалентом фонарного столба», — говорит астрофизик Кристофер Мартин из Калифорнийского технологического института. «Теперь мы можем видеть их без лампы».
Хотя между объектами во Вселенной простираются огромные расстояния, это не серия изолированных островов, как можно было бы предположить с первого взгляда. Наши модели Вселенной предполагают, что существует обширная космическая паутина темной материи, нити которой охватывают эти расстояния, соединяя галактику с галактикой, скопление с скоплением.
Вдоль этих нитей, которые слились под действием гравитации в На ранних стадиях существования Вселенной водород из разреженной межгалактической среды собирается и перетекает. Считается, что этот водород поступает в растущие галактики, снабжая их свежим материалом для создания сверкающих звезд.
Во Вселенной, наполненной яркими вещами, тусклое свечение холодного рассеянного водорода не так-то легко обнаружить. Но ее обнаружение является важной целью астрономии и космологии.
Оно может дать нам информацию о том, как Вселенная продолжает развиваться и расти, а также о том, где могут скрываться невидимая темная материя Вселенной и недостающая нормальная материя. : считается, что около 60 процентов водорода, образовавшегося в результате Большого взрыва, находится в космической паутине.
«Космическая паутина очерчивает архитектуру нашей Вселенной», — говорит Мартин. «Здесь находится большая часть нормальной, или барионной, материи в нашей галактике, и она напрямую отслеживает местоположение темной материи».
Итак, чтобы выследить те части космической паутины, которые труднее всего найти, Мартин и его коллеги разработали специальный инструмент для поиска тусклого альфа-излучения Лаймана — спектрального отпечатка водорода, поскольку он поглощает и переизлучает излучение. Космический Web Imager Кека (KCWI) находится в обсерватории В. М. Кека на острове Маунакеа на Гавайях.
Вселенная полна различных видов света, включая свечение Солнечной системы и свечение галактики. Когда вы наблюдаете с Земли, этот свет становится еще более сложным из-за атмосферного света. Поэтому Мартин придумал способ вычесть этот свет из наблюдений KCWI.
«Мы смотрим на два разных участка неба, A и B», — объясняет он.
«Нитевые структуры будут быть на разных расстояниях в двух направлениях в патчах, чтобы вы могли взять фоновый свет из изображения B и вычесть его из A, и наоборот, оставив только структуры. Я провел подробное моделирование этого в 2019 году, чтобы убедить себя, что это метод сработает».
Затем исследователи изучили участки неба в поисках концентраций характерной альфа-линии Лаймана.
Поскольку Вселенная расширяется, длина волны свет на больших расстояниях ослабляется в направлении красного конца спектра; Итак, чем краснее излучение, тем дальше свет. Это позволило команде составить трехмерную карту излучения — света, который прошел от 10 до 12 миллиардов лет, чтобы достичь нас.
Это представляет собой время в истории Вселенной, когда все было еще на ранних стадиях формирования, последовавших за Большим взрывом 13,8 миллиардов лет назад. Результатом стал первый взгляд на сложную космическую паутину в самых темных уголках Вселенной. По словам исследователей, это открывает новый способ проследить космическую паутину, отследить материю Вселенной и узнать, как все сложилось вместе.
«Мы очень взволнованы», — говорит астрофизик и ученый-приборщик. Матеуш Матушевски из Калифорнийского технологического института, «о том, что этот новый инструмент поможет нам узнать о более далеких нитях и эпохе образования первых звезд и черных дыр».
Исследование опубликовано в журнале Nature. Астрономия.
