Ett kosmiskt nät av oändlig längd upptäckt av astronomer

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Observationer av en av de största galaxhoparna i Vattumannens stjärnbild hjälpte astronomer att få de första detaljerade fotografierna av strängarna i det "kosmiska nätet" som förbinder alla materiekluster i universum. Bilderna publicerades av den vetenskapliga tidskriften Science.

"Tidigare har vi redan kunnat se glöden som produceras av dessa gasbubblor som ligger utanför galaxer."astrofysiker Hideki Umehata vid RIKEN Research Center i Saitama, Japan.

Kosmologer föreslår att universums struktur liknar en ändlös tredimensionell väv, vars trådar nästan helt består av stora kluster av mörk materia. Vid skärningspunkterna för dessa filament finns täta klumpar av synlig materia, inklusive enskilda galaxer och grupper av "stjärnmegastäder".

Astronomer studerar egenskaperna och naturen hos denna väv genom att observera avlägsna galaxer och fluktuationer i ljusstyrkan hos den så kallade reliktstrålningen, som är ett slags "eko" av Big Bang. Den bevarade information om hur mörk materia var fördelad över hela universum och gjorde den extremt heterogen i sammansättning och densitet.

Av sig själva har astronomerna ännu inte direkt sett strängarna i det "kosmiska nätet", som noterats av Umehata och hans kollegor. Först och främst hindras detta av det faktum att det starka ljuset från galaxer och deras kluster överskuggar den extremt svaga glöden från dess filament i det infraröda området. Endast i vissa lyckliga fall, när "grodden" av galaxen uppstod inuti dem, kunde astronomer se en del av denna gas.

Dessa blygsamma framsteg har gjort det svårt för kosmologer att förstå om ett av de största problemen inom modern vetenskap existerar - varför universum förmodligen innehåller hälften så mycket materia som förutspått av teorin. Filament, trådar av den "kosmiska webben", kan hysa denna "saknade" materia, vilket skulle förklara avvikelserna och rädda teorin från revidering.

Mysterier i rymden "skogen"

Umehata och hans kollegor har tagit ett stort steg mot att svara på denna fråga. De såg glöden som väteatomerna som lever inuti den "kosmiska nätet" producerar när de interagerar med den så kallade Lymanskogen, universums ultravioletta bakgrundsstrålning.

Som regel är dess ljusstyrka relativt låg, men de största och ljusaste galaxerna som fanns under de första epokerna av universums liv producerade många sådana ljuspartiklar. Följaktligen, om trådarna i "nätet" är belägna nära sådana galaxer, kommer de att lysa tillräckligt starkt i den del av spektrumet som är associerad med Lyman-skogen.

Med hjälp av denna idé observerade japanska och europeiska astronomer den framväxande galaxhopen SSA22, varifrån ljuset färdas till jorden i cirka 12 miljarder år. Tack vare ett så stort avstånd ser vi det i det tillstånd där det fanns under de första 2 miljarder åren av universums liv.

För att söka efter spår av den "kosmiska webben"-filamenten använde forskare det europeiska VLT-teleskopet, ett av de största markbaserade optiska observatorierna, samt spektroskopet MUSE, som mycket effektivt kan "ta bort" glöden från galaxerna själva och andra invånare i rymden från bilden.

Genom att jämföra bilder från VLT med fotografier av samma galaxhop, som fick andra observatorier, kunde forskare för första gången se de fullfjädrade filamenten i den "kosmiska webben". De förbinder många av de antika galaxerna som bildas och sträcker sig över många miljoner ljusår.

I allmänhet bekräftade deras fotografier de nuvarande idéerna om hur universum fungerar - galaxerna var verkligen belägna på de punkter där "nätets" trådar korsade sig, vilket helt motsvarar förutsägelserna i modern kosmologi. Forskare hoppas att ytterligare observationer av SSA22 kommer att hjälpa dem att beräkna massan av gas i dessa filament och påbörja en seriös sökning efter den "saknade" materien i universum.