Исследование Dark Energy Survey (DES) подтвердило наличие сверхпустоты, необычно большой области с плотностью материи ниже средней в созвездии Эридана. Ее исследование может дать новые ключи к пониманию природы темной энергии. Результаты были опубликованы 17 декабря 2021 года в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
Возможность нанести на карту самые большие структуры во Вселенной всегда была мечтой астрофизиков. После кропотливого картографирования нашего космического пространства недавние открытия поместили нашу галактику в сверхскопление Ланиакея как часть космической сети галактик. Однако о нашем космическом соседстве известно меньше.
Новое исследование исследовательской группы Dark Energy Survey (DES) подтвердило, что вблизи созвездия Эридана существует высокая концентрация материи, сверхпустота.
Этот регион также является местом так называемого Холодное пятно, которое является одной из крупномасштабных аномалий микроволнового фонового излучения (CMB) , типа ископаемого излучения с самого начала Вселенной. Эта аномалия соответствует структуре, обнаруженной над южным полушарием эклиптики при температуре ниже средней.
Однако согласно стандартной космологической модели холодная область размером с холодное пятно кажется очень маловероятной . У команды DES была гипотеза, что сверхпустота может, по крайней мере частично, объяснить, почему эта точка намного больше и холоднее, чем ожидалось. В частности, космологи могут использовать эту огромную выемку в качестве уникальной лаборатории для изучения неуловимой темной энергии .
С точки зрения энергии, суперпустоту лучше всего представить как холм, на который фотоны реликтового излучения должны взобраться на своем пути к нашим телескопам. Войдя в них, они должны вложить энергию, чтобы пройти через более низкие плотности. Однако во время своего путешествия эти фотоны подвержены действию темной энергии, ответственной за космическое расширение. Темная энергия действует как сила отталкивания, противоположная гравитации, тем самым замедляя скорость образования крупнейших космических структур и сглаживая их.
Поэтому при выходе из сверхпустоты фотоны реликтового излучения вместо того, чтобы вернуть себе энергию, затраченную на подъем на холм, теряют часть ее, потому что темная энергия уменьшает спад. Эта результирующая потеря энергии уравновешивается небольшим температурным охлаждением фотонов реликтового излучения, пересекающих сверхпустоту. Подробно изучая этот эффект, космологи могут делать выводы о свойствах темной энергии.
На этом холодном пятне эта гипотеза уже подтверждается исследованиями галактик , но данные DES дают новые ключевые наблюдательные данные. Реконструированная карта распределения темной энергии предоставляет статистически убедительные доказательства отсутствия материи диаметром примерно 1,8 миллиарда световых лет в созвездии Эридан, которое соответствует доминирующей структуре в нашем космическом соседстве.
Однако наблюдаемые размеры сверхпустоты Эридана не могут полностью объяснить глубокое падение температуры холодного пятна, если мы используем в наших расчетах стандартную модель темной энергии , объясняет Андраш Ковач из Astrofísica de Canarias (IAC). По словам астрофизика, для полного объяснения потребовался бы еще более сильный компонент темной энергии, что вызвало бы более быстрое расширение и менее компактную Вселенную в более поздние времена.
Возможным положительным моментом является то, что сотни других суперпустот, обнаруженных в более отдаленной Вселенной, также продемонстрировали умеренные свидетельства более сильных, чем ожидалось, холодных пятен, но решение этого давнего космологического спора, скорее всего, придет к следующему поколению. космологических исследований, которые позволят нанести на карту еще большие объемы , - заключает исследователь.
