Космическая паутина оказалась толще

Внегалактические структуры из тёмной материи притягивают к себе в том числе обычный, барионный газ — в основном водород. Однако попытки с помощью непосредственных наблюдений понять, сколько его в окружающей нас Вселенной, принесли довольно неожиданный результат.

Тёмная материя (ТМ) — именно то, что держит наблюдаемые галактики, не давая им разбегаться в разные стороны совсем уж быстро. Структуру, образуемую её нитями и обычной материей, часто называют «космической паутиной», или «сетью».

Долгое время моделирование показывало, что эти внегалактические ТМ-нити можно опознать по следовым количествам газа, удерживаемого в их районе гравитацией. Но, в отличие от гало из тёмной материи, концентрирующегося поблизости от обычной материи галактик, найти эти нити на практике чрезвычайно сложно: уж очень на большом пространстве «развешены» эти «паутинки», да и низкая концентрация тамошнего газа препятствует образованию звёзд, по которым такие структуры можно было бы отыскать.

Квазар UM 287 подсветил нить «космической паутины» — и она почему-то оказалась не совсем такой, как ожидалось. (Здесь и ниже иллюстрации Sebastiano Cantalupo et al.)

Теперь группа астрономов во главе с Себастьано Канталупо (Sebastiano Cantalupo) из Калифорнийского университета в Санта-Крузе (США) с помощью «Очень большого телескопа» смогла зарегистрировать свет, испускаемый газом такой нити, после того как она подверглась мощному облучению со стороны близлежащего квазара, то есть из окрестностей сверхмассивной чёрной дыры в его центре.

Однако количество газа от нити оказалось, судя по выявленному свечению, чрезвычайным, примерно в десять раз больше того, что предсказывали космологические модели. Это значит, что обычной барионной материи в виде такого газа в межгалактического пространстве значительно больше, чем считалось.

Найденный астрономами квазар испустил дошедший до нас свет 11 млрд лет назад, то есть относится к периоду, когда и звёзд, и крупных галактик во Вселенной было очень мало.

«Космическая паутина» в компьютерной модели. Чем ярче цвет, тем больше плотность тёмной материи, формирующей сгустки и нити. В картинке-вставке можно видеть регион, близкий к условной галактике, подобный тому, что астрономам удалось наблюдать на практике.

Выявление там довольно плотных больших облаков внегалактического водорода означает, что наши космологические представления не вполне отвечают современным наблюдениям — либо же по каким-то причинам данный конкретный участок случайно подсвеченной нити ТМ много более массивен, чем в среднем по Вселенной. Какой из этих двух вариантов верен, покажут лишь дальнейшие исследования «космической паутины».

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Ars Technica.