Уже много лет астрономы ломают голову над тем, куда исчезла треть обычной, или барионной, материи во Вселенной. Это та самая материя, из которой состоят звезды, планеты, галактики и, в конечном счете, мы с вами. Несмотря на то что математические модели четко предсказывают ее существование, на деле ее попросту не удавалось наблюдать. Ученые давно предполагали, что недостающая материя может быть спрятана в нитях горячего газа, которые протягиваются между крупными космическими структурами — галактическими скоплениями. Но из-за малой яркости этих нитей и большого количества фоновых объектов — от звезд до черных дыр — ученым до сих пор было крайне сложно зафиксировать такие нити напрямую.
Новое исследование стало первым, в котором астрономам удалось не только обнаружить одну из таких нитей, но и точно охарактеризовать ее свойства. Нить соединяет четыре скопления галактик, входящих в состав Сверхскопления Шаплея — одного из самых массивных образований во всей доступной для наблюдения части Вселенной, в котором всего более 8000 галактик. Температура газа в этой структуре превышает 10 миллионов градусов Цельсия, а длина нити составляет 23 миллиона световых лет — это эквивалентно 230 полным длинам Млечного Пути от края до края.
Открытие стало возможным благодаря совместной работе двух рентгеновских космических телескопов: европейского XMM-Newton и японского Suzaku. Телескоп Suzaku позволил отследить слабое рентгеновское излучение на большой площади, тогда как XMM-Newton обеспечил точную идентификацию и устранение «загрязнений» — находящиеся в пределах той же области источников рентгеновских лучей, например, сверхмассивных черных дыр. Это позволило астрономам сфокусироваться исключительно на излучении, которое сиходило от самого газа.
Благодаря данным XMM-Newton мы смогли исключить влияние посторонних источников и точно определить, что видим именно газовую нить, а не нечто иное.
По словам Пако, результаты исследования в точности соответствуют прогнозам передовых космологических симуляций, которые на протяжении десятилетий моделировали поведение и распределение вещества в космосе.
Находка ученых имеет важнейшее значение не только для уточнения состава Вселенной, но и для понимания ее структуры. Наличие гигантских нитей газа подтверждает существование так называемой «космической паутины» — невидимой сети, на которой, словно на каркасе, держатся галактики и скопления. Новые данные становятся убедительным аргументом в пользу стандартной модели Вселенной и подтверждают, что в ее основе лежат не только темная материя и темная энергия, но и сложная система «нормальной» материи, скрытой от наших глаз.
Следующим шагом в исследовании космической паутины станет анализ данных с телескопа Euclid — амбициозной миссии Европейского космического агентства, которая была запущена в 2023 году. Euclid занимается изучением распределения галактик, истории расширения Вселенной и природы темных компонентов космоса, которые до сих пор не удавалось зафиксировать напрямую. И теперь, когда одна из нитей пронизывающей космос грандиозной паутины стала доступна для наблюдения, человечество получило очередной ключ к разгадке самой сути нашей Вселенной.
