Изучение галактической паутины дает первые результаты
Вселенная – это не только бескрайние просторы тьмы и триллионов галактик, содержащих многие миллиарды звезд и многие миллиарды планет. На самом деле здесь все гораздо сложнее. Каждая отдельно взятая галактика, как и отдельно взятое галактическое скопление, соединяются с так называемой гигантской межгалактической паутиной, чьи невидимые нити состоят из темной материи. Понимаем, представить это довольно сложно, однако совсем недавно ученые благодаря весьма хитроумному способу использования метода гравитационного линзирования смогли разглядеть некоторые из этих нитей.
Сопоставив информацию о галактических группах, выступающих в роли галактических линз с информацией о световых источниках, расположенных за этими группами, команда астрономов из канадского Университета Уотерлу воспользовалась особенностью темной материи искажать пространство и смогла разглядеть то, что не удавалось разглядеть раньше.
Если взять самый мощный телескоп и глянуть в космос, то все, что мы увидим напрямую, будет составлять лишь 5 процентов от наблюдаемой нами Вселенной. Еще 68 процентов приходится на некую энергию. О ней нам мало что известно (не справляются даже лучшие физики современности), но мы знаем, что она есть, благодаря тому воздействию, которое она оказывает на окружающее пространство. Наука называет эту силу «темной энергией». Есть еще темная материя, на которую приходится 27 процентов от наблюдаемой нами Вселенной. Об этой материи мы тоже практически ничего не знаем, но опять же знаем, что она есть, за счет того, что она, как и темная энергия, воздействует на окружающее ее пространство. Эффектом воздействия в обоих случаях является гравитация. Сложность в изучении темной материи заключается, помимо всего прочего, в том, что она практически себя никак не проявляет. Обычная материя, обладающая массой, способна высвобождать или поглощать электромагнитное излучение, или по крайней мере взаимодействовать с ядерными силами. Темная материя — иной случай. Она воздействуют на окружающую ткань Вселенной только своей гравитацией.
Раньше ученые могли лишь предполагать, где могут находиться скопления темной материи. Расчеты, как правило, проводились с помощью картографирования звезд и галактик, а затем последующего определения того, какой массой они должны обладать с учетом их движения и расположения в пространстве Вселенной. Данные указывали на то, что обычная материя и темная материя, как правило, находятся вместе и часто образуют некие сгустки, о наличии которых намекал проявляющийся гало-эффект возле больших скоплений межгалактического газа или пыли. Причем темной материи в этих сгустках всегда предсказывалось больше, чем обычной. Тем не менее науке также известно, что темная материя образует не только сгустки, но и растягивается в очень длинные нити, пронизывающие всю Вселенную, как паутина. Галактики нередко цепляются к этим нитям, образуя гигантские галактические скопления, растягивающие не только пространство, но и время.
Но знать о наличии темной материи между видимыми галактиками – это одно. Увидеть ее – совсем другое.
«Десятилетиями ученые предсказывали существование нитей из темной материи между галактиками, которые действуют как паутина, объединяя эти галактики вместе», — объясняет исследователь Майк Хадсон.
«Но полученное нами изображение – это гораздо круче обычных предсказаний. Это то, что мы можем увидеть и измерить».
При прохождении света через материю, обладающую большой массой, например галактику, свет начинает искажаться под воздействием гравитационных сил. Сравнив различные изображения 23 000 пар галактик, расположенных примерно в 4,5 миллиарда световых лет от нас, астрономы смогли составить относительно детализированную карту объединяющих эти галактики филаментов из темной материи. Более того, ученые смогли не только определить наличие этих филаментов, но и выяснили некоторые из их характеристик.
«Мы смогли не только отметить наличие этих филаментов темной материи, но и выяснили некоторые особенности этих стяжек», — комментируют ученые.
Например, наиболее прочные нити темной материи наблюдаются между галактическими скоплениями, находящимися на расстоянии менее 40 миллионов световых лет друг от друга.
В перспективе добавление этих данных в уже существующие модели и карты темной материи может обеспечить нас дополнительной информацией об этой таинственной субстанции и, возможно, даже расширить наши знания об эволюции Вселенной.