Астрономы обнаружили огромную нить горячего газа, соединяющую четыре скопления галактик в сверхскоплении Шепли. Эта структура длиной около 23 миллионов световых лет содержит вещество, масса которого примерно в 10 раз превышает массу Млечного Пути, и может содержать часть так называемой «пропавшей» обычной материи Вселенной, которая долгое время оставалась необнаруженной. Для открытия ученые использовали данные рентгеновских телескопов ESA XMM-Newton и JAXA Suzaku, которые позволили точно выделить слабое излучение газа и исключить влияние других источников, таких как сверхмассивные черные дыры. Результаты исследования в точности совпали с предсказаниями современных космологических моделей. Работа опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics.
Более трети обычной материи во Вселенной, то есть видимой материи, из которой состоят звезды, планеты и галактики, до сих пор не найдено. Ученые утверждают, что эта «пропавшая» материя существует, потому что без нее современные модели космоса не действительны. По их предположениям, она может быть в виде длинных тонких нитей из горячего газа, называемых филаментами, которые соединяют самые плотные и массивные области Вселенной — скопления галактик. Раньше астрономы уже замечали эти филаменты, но из-за того, что они очень тусклые, было трудно понять, из чего они состоят и как устроены. Кроме того, их свет часто смешивается с излучением других космических объектов, например черных дыр или галактик, которые находятся рядом, что еще больше усложняет изучение.
Астрономы обнаружили огромный нитевидный поток горячего газа, соединяющий четыре скопления галактик в сверхскоплении Шепли. Для этого они использовали данные двух рентгеновских космических телескопов — европейского XMM-Newton и японского Suzaku. Suzaku подходил для наблюдения слабого рентгеновского излучения, распределенного на большой площади, а XMM-Newton позволял точно выявлять и исключать источники ярких рентгеновских лучей, такие как сверхмассивные черные дыры, которые могли бы мешать изучению газа в нитях.
Исследователи совместили данные обоих телескопов с оптическими наблюдениями, чтобы подробно охарактеризовать свойства газовой нити. Они обнаружили, что нитевидный поток газа простирается на 23 миллиона световых лет и содержит массу примерно в 10 раз больше массы галактики Млечный Путь.
Анализ показал, что в рентгеновском излучении нитей присутствует дополнительный фон — излучение, превышающее обычный фоновый уровень примерно на 21%, что подтверждает наличие горячего межгалактического газа, так называемой тепло-горячей межгалактической среды (WHIM). Температура газа оценивается в диапазоне от 9 до 13 миллионов градусов Цельсия, плотность вещества этого участка Вселенной (барионная избыточность) примерно в 30–40 раз выше по сравнению со средней плотностью Вселенной. Все эти параметры хорошо совпадают с предсказаниями космологических моделей.
Особенностью работы стало то, что ученые смогли впервые получить спектроскопическое подтверждение излучения WHIM именно из одного, «чистого» потока, без значительного влияния других источников и газовых сгустков. Это важное достижение, так как ранее подобные наблюдения были очень редки и часто не позволяли точно измерить свойства газа.
«Это исследование стало прекрасным примером сотрудничества между телескопами и создает новый ориентир для обнаружения света, исходящего от тусклых нитей космической паутины. Что еще более важно, это подтверждает нашу стандартную модель Вселенной и результаты десятилетий моделирования: похоже, что "недостающая" материя действительно может скрываться в невидимых нитях, пронизывающих Вселенную», — добавляет Норберт Шартель из Европейского космического агентства.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
