W zimnej dziczy kosmicznej galaktyki skupiają się wokół ognisk gwiazd i zapewniającego przyciąganie supermasywnych czarnych dziur. Pomiędzy tymi przytulnymi gromadami galaktyk, gdzie pusta przestrzeń rozciąga się na miliony lat świetlnych, słaba autostrada gazu wypełnia ciemność.
Ta gazowa, międzygalaktyczna sieć znana jest w modelach kosmologicznych jako sieć kosmiczna. Uważa się, że sieć zbudowana z długich włókien wodoru pozostałych po Wielkim Wybuchu zawiera większość (ponad 60%) gazu we wszechświecie i bezpośrednio zasila wszystkie regiony wytwarzające gwiazdy w przestrzeni kosmicznej. Na skrzyżowaniach, w których włókna pokrywają się, pojawiają się galaktyki. Przynajmniej taka jest teoria.
Włókna sieci galaktycznej nigdy wcześniej nie były obserwowane bezpośrednio, ponieważ należą one do najsłabszych struktur we wszechświecie i łatwo można je przyćmić blaskiem galaktyk wokół nich. Ale teraz, w badaniu opublikowanym dzisiaj (3 października) w czasopiśmie Science, naukowcy zgromadzili pierwszą w historii fotografię kosmicznych włókien zbiegających się w odległej gromadzie galaktyk, dzięki niektórym najbardziej wrażliwym teleskopom na Ziemi.
Zdjęcie (poniżej) pokazuje niebieskie włókna wodoru krzyżujące się przez gromadę starożytnych białych galaktyk, położonych około 12 miliardów lat świetlnych od Ziemi (co oznacza, że galaktyki urodziły się mniej więcej w ciągu pierwszego miliarda i pół roku po Wielkim Wybuchu). Łagodnie oświetlone ultrafioletowym blaskiem samych galaktyk włókna rozciągają się na ponad 3 miliony lat świetlnych, potwierdzając ich status jednych z najbardziej gigantycznych struktur w kosmosie.
„Te obserwacje najsłabszych, największych struktur we wszechświecie są kluczem do zrozumienia, jak nasz wszechświat ewoluował w czasie”, napisała Erika Hamden, astronom z Obserwatorium Stewarda na Uniwersytecie Arizony w towarzyszącym komentarzu do nowego badania. (Hamden nie był zaangażowany w badania). Obserwacje te, dodał Hamden, są „zaledwie wierzchołkiem góry lodowej” kosmicznej detekcji sieci, a badania ujawniają dalsze obrazy sieci w innych starożytnych zakątkach kosmosu.
Łączenie z Internetem
Jak zauważa nowe badanie, pasma wodoru tworzące włókna kosmicznej sieci są tak słabe, że ledwo można je odróżnić od pustego nieba. Jak więc naukowcom udało się wyprowadzić te cechy z ciemności? Hamden napisał, że używając galaktyk w sieci „jako kosmicznych latarek”.
Korzystając z instrumentu o nazwie Multi Unit Spectroscopic Explorer na bardzo dużym teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego, naukowcy zbliżyli się do starożytnej gromady galaktyk znajdujących się w gwiazdozbiorze Wodnika, znanej z tego, że są niezwykle rozległe i niezwykle stare. Światło nowonarodzonych gwiazd i niszczące materię czarne dziury słabo oświetlały kłębki wodoru wirujące w tych galaktykach i między nimi, pozwalając badaczom na mapowanie niejasnego zarysu włókien kosmicznej sieci.
Obserwacje ujawniły dwie równoległe autostrady wodoru łączące kropki galaktyczne na przestrzeni milionów lat świetlnych, połączone trzecim strumieniem gazu łączącym je po przekątnej jak kosmiczna zjazd. Zgodnie z modelami kosmologicznymi włókna gazu wydawały się bezpośrednio zasilać najbardziej aktywne galaktyki gwiazdotwórcze na siatce, pompując wodór do domów nowonarodzonych słońc i głodnych czarnych dziur.
Badanie to dostarcza najbardziej przekonujących dowodów na istnienie kosmicznej sieci, tak jak przewidują modele, napisał Hamden. Jednak badanie tak słabych i odległych struktur ma oczywiste ograniczenia. Po pierwsze, prawie niemożliwe jest określenie, gdzie zaczynają się krawędzie każdego końca włókna wodoru i pustej przestrzeni, co umożliwia różnym badaczom różne definiowanie granic włókien, potencjalnie skutkując różnymi zdjęciami struktur. Ponadto naziemne teleskopy mogą wykrywać włókna tylko z najbardziej odległych, starożytnych gromad galaktyk, które emitują wystarczającą ilość światła, aby ujawnić, jak kosmiczna sieć pojawiła się wkrótce po Wielkim Wybuchu.
Kosmiczny teleskop UV mógłby otworzyć drzwi do badania, w jaki sposób sieć łączy się z młodszymi, słabszymi galaktykami, ale wdrożenie takiego instrumentu byłoby trudne i kosztowne, napisał Hamden. Ostatecznie to nowe badanie nie przybliża stargazerów Ziemi do starożytnych i tajemniczych światów we wszechświecie - ale przypomina nam, że możemy być z nimi bardziej związani, niż nam się wydawało.
