Фото космічної павутини показує риштування темної матерії Всесвіту

Дослідники зібрали сотні астрономічних спостережень у зображення високої чіткості космічної нитки, частини мегаструктури, яка лежить в основі матерії Всесвіту.

Нитка з’єднує дві галактики, які датуються часом, коли всесвіт був молодим 2 мільярди років (зараз йому близько 13,77 мільярдів років). Вона демонструє, як величезна, але прихована частина Всесвіту впливає на форму структур, які ми бачимо, таких як давні галактики. Дослідження команди, що описує зображення, було опубліковано наприкінці минулого місяця в журналі Nature Astronomy.

“Зафіксувавши слабке світло, випромінюване цією ниткою, яка подорожувала до Землі трохи менше 12 мільярдів років, ми змогли точно охарактеризувати її форму”, – сказав Давіде Торнотті, докторант Університету Мілано-Бікокка і провідний автор дослідження, в релізі Інституту астрофізики ім. Макса Планка. “Вперше ми змогли простежити межу між газом, що знаходиться в галактиках, і речовиною, що міститься в космічній павутині, за допомогою прямих вимірювань”.

Розподіл матерії в ранньому Всесвіті був набагато рівномірнішим, ніж сьогодні, коли щільні скупчення матерії перемежовуються в просторі у вигляді чорних дір, галактик тощо. З часом цей рівномірний розподіл матерії змістився в регіони з вищою щільністю, розтягнувшись по всесвіту, як ромашкові ланцюжки – космічні нитки, що з’єднують ці скупчення галактик. Деякі космічні нитки навіть більші, ніж структура довжиною 3 мільйони світлових років, яку досліджувала нещодавня команда; наприклад, космічний телескоп “Хаббл” раніше помітив нитку довжиною 13 мільйонів світлових років.

Дослідники зробили знімок за допомогою спектрографа Multi-Unit Spectroscopic Explorer, або MUSE, встановленого на Дуже великому телескопі Європейської південної обсерваторії. Дуже великий телескоп знаходиться в Паранальській обсерваторії ESO в чилійській пустелі Атакама і в даний час знаходиться під загрозою (дещо іронічно) через плани будівництва проекту зеленої енергетики в пустелі. Науковці та адміністрація ESO нарікають на цей план, який, за їхніми словами, серйозно забруднить одне з найчистіших небес у світі для наземної астрономії.

Збір даних для останнього зображення зайняв сотні годин, що дозволило отримати детальне уявлення про морфологію нитки і щільність структур, як і передбачалося провідною моделлю темної матерії Всесвіту.

Космічна павутина – це надмасштабна структура Всесвіту; вона охоплює все – від форми та орієнтації галактик до способу розподілу маси у Всесвіті. Ця маса обов’язково включає темну матерію, або приблизно 27% матерії у Всесвіті, про існування якої вчені знають, але не можуть спостерігати безпосередньо, оскільки вона майже не взаємодіє зі звичайною матерією. Темну матерію можна спостерігати лише опосередковано через її гравітаційну взаємодію з матерією.

Структура космічної павутини стане зрозумілішою завдяки даним космічного телескопа “Евклід”. Завдання “Евкліда” – розшифрувати таємниці темної матерії і темної енергії та зібрати атлас космосу – найбільшу в історії 3D-карту нашого Всесвіту. У жовтні вчені ЄКА оприлюднили першу частину цього атласу – 208-гігапіксельне зображення, що охоплює 14 мільйонів галактик.

“Як кажуть у Баварії: “Eine ist keine” – один не рахується”, – сказав Фабріціо Аррігоні Баттайя, науковий співробітник Інституту Планка, в тому ж релізі. “Тому ми збираємо додаткові дані, щоб виявити більше таких структур, з кінцевою метою отримати повне уявлення про те, як газ розподіляється і тече в космічній павутині”.

Дійсно, якщо більше зображень будуть настільки ж детальними і даватимуть стільки ж інформації про природу космосу, то від цього виграє не лише науковці, а й громадськість, яка любить космос.