Слабо светящиеся пучки газа, возбуждаемые интенсивным светом звездообразующих галактик, предоставили астрономам редкую возможность увидеть одни из самых больших, но неуловимых структур во Вселенной – межгалактические нити космической сети, которые простираются более чем на три миллиона световых лет и обеспечивают «топливо» для формирования новых звезд и роста сверхмассивных черных дыр в родительском протокластере. Карта гигантской «паутины», составленная на основании наблюдений, и выводы ученых представлены в журнале Science.
«Изучение этих структур является ключом к пониманию того, как эволюционировала наша Вселенная, как росли и развивались галактики и как изменяющаяся среда вокруг них создала то, что мы видим сегодня», – рассказывают авторы исследования.
x
Скопления галактик представляют собой самые массивные гравитационно связанные образования во Вселенной. Однако, несмотря на их колоссальные размеры и огромное количество вещества и темной материи, которые они содержат, считается, что большая часть газа во Вселенной находится в пространстве между ними.
Симуляции предсказывают, что более 60 процентов водорода, созданного во время Большого взрыва, распределено в виде длинных нитей, раскинувшихся в межгалактической среде и образующих тем самым так называемую «космическую сеть». Там, где эти филаменты пересекаются, образуются галактики, питающиеся от них потоками холодного газа.
«Большая часть того, что известно о космической паутине, является теорией, так как прямые наблюдения слабых нитей с текущими инструментами крайне проблематичны», – отмечают авторы исследования.
Изображение, показывающее нити из газа (обозначены синим) в протокластере SSA22, обнаруженные инструментом MUSE на Очень Большом Телескопе. Credit: Hideki Umehata
Подробную карту неуловимых структур в одном из регионов ранней Вселенной удалось составить в ходе наблюдений с помощью инструмента MUSE на Очень Большом Телескопе Европейской южной обсерватории (ESO) за светом, испускаемым водородом в массивном протокластере SSA22, расположенном на расстоянии около 12 миллиардов световых лет от Земли в направлении созвездия Водолея. Результаты показали, что газ образует длинные нити в межгалактическом пространстве, что точно соответствует проведенной симуляции этого участка и прогнозам моделей формирования галактик. Полученные данные поддерживают идею, что газ, падающий из этих нитей под действием силы тяжести в галактики, провоцирует в них всплески звездообразования и рост сверхмассивных черных дыр.
«Было крайне интересно впервые ясно увидеть множественные и протяженные нити в ранней Вселенной. Наконец-то у нас появился способ напрямую отобразить эти структуры и понять в деталях их роль в регулировании образования сверхмассивных черных дыр и галактик», – заключают авторы исследования.
