421
Ще одна підказка про місцезнаходження зниклої матерії у Всесвіті щойно з’явилася серед найбільшої локальної космічної структури. Рентгенівські спостереження виявили масивний філамент гарячого газу, довжиною близько 23 мільйонів світлових років, у просторі між чотирма підскупченнями галактик у величезному надскупченні Шеплі, що налічує 8000 галактик.
«Вперше наші результати точно відповідають тому, що ми бачимо в нашій провідній моделі космосу – чогось такого раніше не траплялося», – каже астрофізик Константінос Мігкас з Лейденської обсерваторії в Нідерландах. «Схоже, що симуляції були правильними з самого початку».
Більшість матерії у Всесвіті складається з «темного» різновиду, який ми не можемо легко ідентифікувати. Лише близько 15 відсотків матерії існує у формі набагато більш звичних протонів, нейтронів та електронів – того, що ми могли б назвати «нормальною матерією».
Ми більш-менш знаємо, скільки нормальної матерії було в ранньому Всесвіті, одразу після Великого вибуху, завдяки космічному мікрохвильовому фону – викопному випромінюванню, яке поширювалося крізь простір-час, коли Всесвіт став прозорим.
Величезна проблема виникає, коли ми порівнюємо кількість нормальної матерії в ранньому Всесвіті з тією кількістю, яка існує зараз. Усі зірки, чорні діри, галактики, планети, пил, газ і все інше, що ми можемо побачити, становить лише приблизно половину від того, що ми очікуємо знайти. Матерію не можна знищити, то куди ж вона поділася?
Найкраще пояснення, яке ми маємо, полягає в тому, що він опинився в міжгалактичному просторі – величезна кількість матеріалу, настільки розрідженого вздовж космічної павутини, що ми не можемо безпосередньо його побачити. Протягом останніх кількох років з’являється все більше доказів існування цього слабкого резервуара; і відкриття цього філамента є одним із найкращих доказів наразі.
Космічна павутина — це величезна мережа ниток темної матерії, що охоплюють міжгалактичний простір, з’єднуючи галактики та діючи як «супермагістраль», по якій рухаються галактики та матерія. Ми не можемо легко побачити ці нитки, але Мігкас та його команда виявили одну з них, порівнявши спостереження з двох рентгенівських телескопів.
Рентгенівський телескоп Suzaku, що нині виведений з експлуатації, чудово підходив для спостереження слабкого рентгенівського випромінювання, яке поширюється на велику площу поверхні, тоді як XMM-Newton може виявляти точкові джерела дуже яскравого рентгенівського випромінювання. Дослідники використовували існуючі зображення, отримані першим, для виявлення світіння газу всередині нитки розжарення, тоді як спостереження з другого дозволили їм видалити забруднюючі рентгенівські промені від таких джерел, як чорні діри.
Отримана структура — це велетенське чудовисько, що простягається між двома парами скупчень галактик під назвою A3528S/N та A3530/32. Вздовж своєї довжини у 23 мільйони світлових років вона містить достатньо матеріалу, щоб заповнити 10 галактик Чумацького Шляху, палаючи при температурі понад 10 мільйонів градусів Цельсія.
За словами дослідників, саме таким має бути такий філамент, виходячи з симуляцій Всесвіту.
«Це дослідження є чудовим прикладом співпраці між телескопами та створює новий стандарт для виявлення світла, що виходить від слабких ниток космічної павутини», — каже астроном і науковець проекту XMM-Newton Норберт Шартель з Європейського космічного агентства. «Що ще важливіше, це підтверджує нашу стандартну модель космосу та підтверджує десятиліття симуляцій: схоже, що «відсутня» матерія може справді ховатися у важкодоступних нитках, сплетених по всьому Всесвіту». Дослідження було опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics.
