Получены первые изображения космической паутины газовых облаков

Хотя газовые нити, в которых рождаются галактики, давно предсказывались космологическими моделями, у нас до сих пор не было реальных изображений таких объектов. Теперь впервые несколько волокон "космической паутины" были непосредственно наблюдаемы с помощью инструмента MUSE, установленного на телескопе ESO Very Large Telescope в Чили. Эти наблюдения ранней Вселенной через 1-2 миллиарда лет после Большого взрыва указывают на существование множества карликовых галактик, о которых раньше никто не подозревал.

Обзор осуществляется в рамках международного сотрудничества под руководством Лионского центра астрофизических исследований (CNRS / Université Lyon 1 / ENS de Lyon) с участием лаборатории Лагранжа (CNRS / Université Côte d'Azur / Observatoire de la Côte d'Azur). Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysic.

Источник: Roland Bacon / David Mary

2250 галактик в "конусе" Вселенной, наблюдаемые MUSE, показаны здесь в соответствии с возрастом Вселенной (в миллиардах лет). Период ранней Вселенной (0,8–2,2 миллиарда лет после Большого взрыва), исследуемый в этой работе, показан красным. Серыми прямоугольниками обозначены 22 области с избыточной плотностью галактик. 5 областей, в которых волокна были идентифицированы наиболее заметно, показаны синим цветом.

Нитевидная структура газообразного водорода, в которой образуются галактики, известная как космическая паутина, является одним из главных предсказаний модели Большого взрыва и образования галактик. До сих пор все, что было известно о сети, ограничивалось несколькими конкретными регионами, особенно в направлении квазаров, чье мощное излучение действует как автомобильные фары, открывая газовые облака вдоль луча зрения.

Однако эти области плохо репрезентативны для всей сети волокон, из которых родилось большинство галактик, в том числе наша. Прямое наблюдение слабого света, излучаемого газом, составляющим нити, было святым Граалем, которое теперь достигнуто международной группой во главе с Роландом Бэконом, исследователем CNRS в Центре астрофизических исследований Лиона.

Источник: Thibault Garel and Roland Bacon

Космологическое моделирование нити, состоящей из сотен тысяч маленьких галактик. На изображении слева показаны выбросы, производимые всеми галактиками, которые можно наблюдать на месте. На изображении справа показана нить в том виде, в котором она была бы видна MUSE.

Команда предприняла смелый шаг, направив телескоп ESO, оснащенный прибором MUSE, соединенным с системой адаптивной оптики телескопа, на один участок неба на протяжении более 140 часов. Вместе эти два инструмента образуют одну из самых мощных систем в мире. Выбранная область является частью сверхглубокого поля Hubble, которое до сих пор было самым глубоким изображением космоса из когда-либо полученных. Однако теперь Hubble превзошли, поскольку 40% галактик, обнаруженных MUSE, не имеют аналогов на изображениях космического телескопа.

После тщательного планирования потребовалось восемь месяцев, чтобы провести эту исключительную кампанию наблюдений. За этим последовал год обработки и анализа данных, которые впервые выявили свет от водородных нитей, а также изображения нескольких нитей, которые были через один-два миллиарда лет после Большого взрыва, ключевой период для понимания того, как галактики, образованные из газа в космической паутине.

Однако самым большим сюрпризом для команды стало то, что моделирование показало, что свет газа исходит от невидимой до сих пор популяции миллиардов карликовых галактик, порождающих множество звезд. Хотя эти галактики слишком тусклые, чтобы их можно было обнаружить по отдельности с помощью современных инструментов, их существование будет иметь серьезные последствия для моделей формирования галактик, с последствиями, которые ученые только начинают понимать.