Астрономы обнаружили далёкий квазар UM287, освещающий обширную туманность диффузного газа, где впервые за всю историю астрономических наблюдении выявили галактические нити, которые, как полагают исследователи, служат «звеньями», объединяющими галактики в единую космическую сеть.
Учёные из Калифорнийского университета в Санта-Крузе (University of California Santa Cruz) провели исследование, результаты которого были опубликованы 19 января в журнале «Nature».
Используя десятиметровой телескоп Keck I астрономической Обсерватории Кека (W. M. Keck Observatory), расположенной на острове Гавайи, исследователи обнаружили очень большую яркую газовую туманность, протяжность которой составляет порядка 2 млн. световых лет, что примерно в 2 раза больше ранее известных.
По словам ученого из UC Santa Cruz Sebastiano Cantalupo, который является первым автором научной статьи, обнаруженный астрономический объект является уникальным, поскольку он аномально огромен. Учёный также добавил, что его размеры примерно в 2 раза превышают размеры самой большой из известных туманностей, к тому же он выходит далеко за пределы галактического окружения квазара.
Стандартная космологическая модель формирования астрономических структур во Вселенной предполагает, что галактики сплетены в космическую сеть веществом, большая часть которого (порядка 84%) представлена невидимой темной материей. Такая сеть отчетливо прослеживается во компьютерных моделях развития структур во Вселенной, демонстрирующих крупным планом распределение темной материи, в том числе гало (сгустки материи, в которых происходит формирование галактик) и галактических нитей, соединяющих их. Под воздействием гравитации, обычная материя полностью подчиняется «законам», согласно которым происходит распределение темной материи, то есть следует за ней, да и нити ионизированного диффузного газа полностью соответствуют шаблонам, подобным тем, которые моделируются для темной материи.
Учёным никогда ранее не приходилось видеть галактические нити. Межгалактический газ идентифицировали по выявлению фактов поглощения света, исходящего от ярких источников, но как именно происходило распределение газа, астрономы не знали. В ходе исследования команда учёных UC Santa Cruz выявила флуоресцентное свечение водорода, образующееся в результате его освещения излучением, исходящим от квазара.
Преподаватель астрономии и астрофизики из UC Santa Cruz, соавтор научной публикации J. Xavier Prochaska отмечает, что обнаруженный квазар освещает диффузный газ весьма специфичным образом, предоставляя тем самым первую и уникальную в своем роде картину распределения диффузного газа в межгалактическом пространстве. По его словам, это открытие способствует более детальному пониманию структуры нашей Вселенной.
Водород, освещаемый квазаром, испускает ультрафиолетовые свет, известный как альфа-излучение Лаймана. Расстояние до квазара настолько огромно (примерно 10 млрд. световых лет), что излучение по мере того как достигает телескопа Keck I и спектрометра LRIS, используемых в ходе исследования, «растягивается» одновременно с расширением Вселенной от невидимой ультрафиолетовой до видимой фиолетовой части спектра.
Располагая информацией о расстоянии до квазара, исследователи смогли высчитать длину волны альфа-излучения Лаймана и построить специальный фильтр для LRIS, позволяющий получать изображения на аналогичной длине волны.
По словам Cantalupo, команда проанализировала и другие квазары с надеждой обнаружить аналогичный диффузный газ. Учёный объясняет, что свет от квазара подобен лучу, исходящему от фонаря, поэтому его команде чрезвычайно повезло, что «фонарь» направлен именно в сторону туманности. Cantalupo убеждён, что обнаружение галактические нити – это всего лишь освещённая их часть, которая в действительности может быть намного длиннее.
Квазарами в астрономии принято называть активные галактические ядра, испускающие интенсивное излучение, которое усиливается за счет сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре галактики. В более ранних исследованиях далёких квазаров, в ходе которых для поиска «пылающего газа» использовалась аналогичная техника, Cantalupo и его коллеги обнаружили, так называемые «темные галактики» — самые плотные «узлы» космической сети. Учёные полагают, что они слишком слабы и недостаточно массивны для того, чтобы сформировать новые звезды.
По словам Cantalupo, на полученных в ходе исследования снимках, также отчетливо различимы темные галактики, однако они намного меньше рассеянной туманности. Он объясняет, что значительная часть газа транспортируется в галактики, а большая его часть весьма рассеяна, и, следовательно, неспособна сформировать звезды.
Исследователи оценили, что количество газа в туманности по меньшей мере в 10 раз меньше, чем было учтено в ходе компьютерного моделирования. Cantalupo считает, что в плотных узлах галактических связей может содержаться намного больше газа, нежели предусмотрено моделями. Cantalupo подытоживает, что новое открытие бросает вызов традиционному представлению учёных о межгалактическом газе, позволяя тем самым совершенствовать созданные модели.
