Международная команда проекта HETDEX создала самую большую и точную трехмерную карту излучения возбужденного водорода во Вселенной возрастом 9–11 миллиардов лет. Новая технология позволила увидеть не только яркие галактики, но и тусклый газ, который раньше оставался невидимым.
Что такое излучение Лайман-альфа?
Когда атомы водорода поглощают энергию от звезд, они начинают светиться в определенном спектре — это излучение Лайман-альфа. Оно давно используется для поиска ярких галактик в ранней Вселенной. Но проблема в том, что обычные телескопы видят только самые крупные и яркие объекты. Все остальное — слабые галактики и межгалактический газ — оставалось скрытым.
Как увидели невидимое?
Ученые из Техасского университета в Остине и Института Макса Планка применили метод картирования интенсивности линий.
Образно это можно объяснить так: обычные наблюдения — это взгляд на Землю из иллюминатора самолета. Вы видите огни крупных городов, но не замечаете мелких поселков и просто светящейся атмосферы между ними. Новый метод позволяет увидеть весь ландшафт целиком.
Масштабы работы
Чтобы построить карту, исследователи обработали около половины петабайта данных — это более 600 миллионов спектров. Участок неба, который они изучили, по площади превышает 2000 полных лунных дисков. Справиться с таким объемом помогли суперкомпьютеры и специально написанный код.
Что показала карта?
Ученые использовали простую, но эффективную логику: гравитация заставляет материю сгущаться. Там, где есть яркая галактика, почти наверняка рядом есть и другие, более тусклые, а также облака светящегося газа.
Новая карта позволяет детально рассмотреть регионы вокруг известных галактик и увидеть то самое "световое море" между ними. Это дает возможность впервые проверить теоретические модели ранней Вселенной на реальных наблюдательных данных.