Tähtitieteilijöiden löytämä rajattoman pitkä kosminen verkko

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Havainnot yhdestä Vesimiehen tähdistön suurimmista galaksijoukoista auttoivat tähtitieteilijöitä saamaan ensimmäiset yksityiskohtaiset valokuvat "kosmisen verkon", joka yhdistää kaikki universumin ainejoukot, säikeistä. Kuvat julkaisi tiedelehti Science.

"Olemme jo aiemmin voineet nähdä näiden galaksien ulkopuolella sijaitsevien kaasukuplien tuottaman hehkun." astrofyysikko Hideki Umehata RIKEN-tutkimuskeskuksesta Saitamassa, Japanissa.

Kosmologit ehdottavat, että maailmankaikkeuden rakenne on samanlainen kuin loputon kolmiulotteinen verkko, jonka säikeet koostuvat lähes kokonaan suurista pimeän aineen klusteista. Näiden filamenttien leikkauspisteissä on tiheitä näkyvän aineen möykkyjä, mukaan lukien yksittäisiä galakseja ja "tähtien megakaupunkien" ryhmiä.

Tähtitieteilijät tutkivat tämän verkon ominaisuuksia ja luonnetta tarkkailemalla kaukaisia galakseja ja niin sanotun jäännössäteilyn kirkkauden vaihteluita, mikä on eräänlainen alkuräjähdyksen "kaiku". Se säilytti tietoa pimeän aineen jakautumisesta koko universumissa ja teki siitä erittäin heterogeenisen koostumuksen ja tiheyden suhteen.

Sinänsä "kosmisen verkon" säikeitä, kuten Umehata ja hänen kollegansa totesivat, tähtitieteilijät eivät ole vielä nähneet suoraan. Ensinnäkin tätä estää se, että galaksien ja niiden klustereiden kirkas valo varjostaa sen filamenttien erittäin heikon hehkun infrapuna-alueella. Vain joissakin onnellisissa tapauksissa, kun galaksin "bakteeri" nousi niiden sisään, tähtitieteilijät saattoivat nähdä osan tästä kaasusta.

Nämä vaatimattomat edistysaskeleet ovat tehneet kosmologien vaikeaksi ymmärtää, onko olemassa yksi modernin tieteen suurimmista ongelmista - miksi maailmankaikkeudessa oletetaan olevan puolet niin paljon ainetta kuin teoriassa ennustetaan. Filamentit, "kosmisen verkon" säikeet, voivat sisältää tämän "puuttuvan" aineen, mikä selittäisi erot ja pelastaisi teorian tarkistamiselta.

Avaruuden "metsän" mysteerit

Umehata ja hänen kollegansa ovat ottaneet suuren askeleen vastatakseen tähän kysymykseen. He katselivat hehkua, jonka "kosmisen verkon" sisällä elävät vetyatomit tuottavat vuorovaikutuksessa niin sanotun Lyman-metsän, universumin ultraviolettitaustasäteilyn, kanssa.

Pääsääntöisesti sen kirkkaus on suhteellisen alhainen, mutta suurimmat ja kirkkaimmat galaksit, jotka olivat olemassa maailmankaikkeuden elämän ensimmäisinä aikoina, tuottivat paljon tällaisia valohiukkasia. Vastaavasti, jos "verkon" säikeet sijaitsevat lähellä tällaisia galakseja, ne hehkuvat tarpeeksi kirkkaasti siinä spektrin osassa, joka liittyy Lymanin "metsään".

Tämän idean ohjaamana japanilaiset ja eurooppalaiset tähtitieteilijät havainnoivat nousevaa galaksijoukkoa SSA22, josta valo kulkee Maahan noin 12 miljardin vuoden ajan. Näin suuren etäisyyden ansiosta näemme sen siinä tilassa, jossa se oli maailmankaikkeuden elämän ensimmäisten 2 miljardin vuoden aikana.

"Kosmisen verkon" filamenttien jälkien etsimiseen tutkijat käyttivät eurooppalaista VLT-teleskooppia, joka on yksi suurimmista maanpäällisistä optisista observatorioista, sekä MUSE-spektroskooppia, joka voi erittäin tehokkaasti "poistaa" galaksien itsensä ja muiden hehkun. avaruuden asukkaat kuvasta.

Vertaamalla VLT:n kuvia samasta galaksijoukosta otettuihin valokuviin, jotka saivat muita observatorioita, tutkijat pystyivät näkemään ensimmäistä kertaa "kosmisen verkon" täysimittaiset filamentit. Ne yhdistävät monia muinaisia galakseja, jotka muodostuvat ja kattavat miljoonia valovuosia.

Yleensä heidän valokuvansa vahvistivat nykyiset ajatukset maailmankaikkeuden toiminnasta - galaksit todellakin sijaitsivat niissä pisteissä, joissa "verkon" langat leikkaavat, mikä vastaa täysin nykyaikaisen kosmologian ennusteita. Tutkijat toivovat, että SSA22:n lisähavainnot auttavat heitä laskemaan kaasun massan näissä filamenteissa ja aloittamaan vakavan universumin "puuttuvan" aineen etsinnän.