Астрономы построили трехмерную карту гигантской структуры темной материи, которая раскинулась в пространстве почти на 60 млн световых лет, протянувшись от большого скопления галактик, что является пока самым лучшим нашим взглядом на крупномасштабную структуру Вселенной.
В свои ранние годы Вселенная была очень гладкой и однородной. Там не было звезд и галактик, а вся материя была распределена через Вселенную очень, очень равномерно - практически идеально.
Но не совсем.
Даже тогда там были небольшие вариации в плотности от одного места к другому. И со временем эти крошечные флуктуации росли и конденсировались в структуру, подобную паутине, которая наполняет собой Вселенную и придает ей современную структуру.
Сформированная из обширных волокон и кусков темной материи эта структура была названа астрономами космической паутиной. И проблема в том, что вследствие того, что она сделана из темной материи, ее нельзя увидеть, просто посмотрев на небо.
Ее можно моделировать на компьютере, но до сих пор ее можно было наблюдать только косвенными методами. Ученые знают, что мы видим менее одной четверти всей материи во Вселенной в форме звезд, туманностей, газа и так далее. Большая ее часть - это темная материя, которую нельзя наблюдать напрямую.
У астрономов было однозначное подтверждение существование космической паутины благодаря галактикам, группирующимся вдоль нее. Но наблюдать саму космическую паутину напрямую значительно труднее.
И в действительности первые успешные наблюдения волокон этой сети были сделаны только в 2014 году.
Теперь команда ученых использовала Хаббл, чтобы сделать еще один шаг вперед проведя детальные наблюдения волокна темной материи и измерив его длину, форму и плотность.
Поиск одного из этих волокон - непростая задача. Для начала нужно искать там, где есть вероятность его найти.
Теории говорят, что скопления галактик формируются там, где встречаются волокна космической паутины с волокнами, которые постепенно направляют галактики и темную материю внутрь скоплений. Поэтому команда навела Хаббл на скопление галактик MACS J0717, которое, как мы знаем, все еще растет.
И затем вам нужен Альберт Эйнштейн?
Как предсказывает Общая Теория Относительности луч света, проходя мимо объекта большой массы, будет изгибаться. Поэтому хотя вы и не можете напрямую увидеть волокно темной материи, его масса должна, тем не менее, изгибать свет галактик позади него, слегка изменяя их форму. И затем вам нужно собрать воедино Эйнштейна и Хаббла.
Космический телескоп может производить очень подробные наблюдения скоплений галактик, он отлично приспособлен, чтобы выявлять эти крошечные искажения. И когда вы нанесете их на карту, откроется скрытое волокно темной материи. А затем, в конце концов, вы возьмете эту карту в двух измерениях и расширите ее на три измерения.
Помимо других телескопов, астрономы использовали также данные телескопов Кек-II и Субару на Гавайях, чтобы измерить расстояния до галактик и проследить их перемещения внутри волокна, найденного Хабблом. Они использовали эти данные, чтобы впервые сделать реконструкцию волокна в трех измерениях и определить, как оно питает материей массивное скопление галактик.
Волокно вытянулось по крайней мере на 60 млн световых лет в пространстве.
Из нашей точки наблюдения видно, что оно слегка закручивается в нашу сторону, а затем продолжает идти практически вдоль луча зрения перед тем как войти внутрь позади скопления галактик.
Измерения сотен галактик в этом волокне показывают, что они движутся вдоль волокна внутрь скопления MACS J0717.
Наблюдение и реконструкция космической паутины - большая работа, потому что она показывает нам внутреннюю структуру космоса. И теперь мы ожидаем еще больше подобных исследований в будущем с космическим телескопом NASA/ESA/CSA Джеймса Уебба, который запустят в конце этого десятилетия. Он станет замечательным инструментом изучения космической паутины, потому что его чувствительность еще больше, чем у Хаббла.
И снова, природа удивила нас больше, чем самое живое воображение!
Множество интересных видео с телескопа Хаббл на нашем Youtube-канале
