Ученые уже делали снимки фрагментов космической паутины, но раньше ее удавалось разглядеть лишь в свете ярких галактик, а теперь - саму по себе, в темных глубинах космоса.
По данным инструмента KCWI обсерватории Кека ученые построили трехмерную карту нитей газообразного водорода в «космической паутине»
Когда в молодой Вселенной образовывались первые звезды и галактики, пространство между ними не становилось совсем пустым. Оставшаяся между объектами материя под действием сил гравитационного притяжения вытягивалась переплетающимися «нитями». Сегодня эта
«космическая паутина» - основа структуры Вселенной. К сожалению, она настолько разреженная и тусклая, что разглядеть ее очень тяжело.
В 2014 году астрономам удалось сделать первый снимок «паутины», освещенной излучением далекого квазара. В 2019-м источником света стали молодые галактики, в которых рождались яркие новые звезды. Теперь ученые из Калифорнийского технологического института (США) разработали инструмент и метод наблюдений за «космической паутиной» в темных глубинах космоса, вдали от «космических фонарей».
Модели развития Вселенной показывают, что более 60% водорода, образованного после Большого взрыва, осталось в газообразной форме в нитях «космической паутины». В спектре одна из самых ярких линий водорода - линия Лайман-альфа. Именно ее разглядели авторы нового исследования,
опубликованного в журнале Nature Astronomy.
Чтобы поймать излучение далекого и к тому же тусклого водорода в нитях «паутины», ученые разработали инструмент KCWI (Keck Cosmic Web Imager) для Обсерватории Кека, расположенной на горе Мауна-Кеа на Гавайях. KCMI чувствителен к «зелено-голубой» части видимого спектра, волнам длиной от 350 до 560 нанометров.
«Срезы» карты «космической паутины». Заметьте, что большинство галактик соединены нитями.
Из-за расширения Вселенной чем дальше находится от нас объект, тем сильнее его свет - в данном случае линия Лайман-альфа - смещается в красную сторону спектра. Поэтому по смещению линий водорода можно оценить расстояние.
С помощью инструмента KCWI авторы исследования сделали серию двухмерных снимков на разных длинах волны вглубь участка космоса, свет от которого шел к нам от 10 до 12 миллиардов лет. И по смещениям они смогли построить трехмерную карту «космической паутины» в этой области.
Сам инструмент - не единственное важное достижение в рамках этого исследования. Так как излучение нитей очень тусклое, его можно спутать с фоновым излучением от нашей атмосферы, от подсвеченной Солнцем межпланетной пыли и даже от Млечного Пути. Чтобы выявить и убрать этот шум, ученые сопоставляли снимки из разных областей неба с нитями на разных расстояниях от нас и «вычитали» один из другого - оставалось лишь излучение нитей.
По таким детализированным снимкам космической паутины астрономы смогут собрать недостающие данные о формировании и эволюции галактик. Также можно будет построить карты расположения темной материи - «невидимой» субстанции, которая, по расчетам, должна составлять примерно 85% всего вещества во Вселенной.
Автор: Дарья Губина
Ссылка на источник