Ученые обнаружили первые свидетельства того, что ударные волны проходят через «космическую паутину», массивную сеть переплетающихся нитей, которая представляет собой самую большую структуру во Вселенной.
Ученые обнаружили первые свидетельства того, что ударные волны проходят через «космическую паутину», массивную сеть переплетающихся нитей, которая представляет собой самую большую структуру во Вселенной.
Это открытие представляет собой дразнящее свидетельство того, что магнитные поля проникают сквозь завитки газа, пыли и темной материи, которые связывают галактики вместе.
Ученые впервые начали думать, что в самых больших масштабах Вселенная упорядочена в виде паутины с нитями, которые пересекают огромные пустоты в космосе и собирают галактики в скопления в 1960-х годах. Два десятилетия спустя, используя компьютерное моделирование, исследователи впервые смогли определить, как могла бы выглядеть эта обширная универсальная сеть.
С тех пор астрономы нанесли на карту космическую паутину с фактическими наблюдениями, отвечая в процессе на вопросы о ее структуре. Однако один элемент оставался удручающе окутанным тайной: магнитные поля, которые могут проходить по всей космической паутине.
«Магнитные поля пронизывают Вселенную — от планет и звезд до самых больших пространств между галактиками», — говорится в заявлении ведущего автора и исследователя Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) Тессы Вернстрем. «Однако многие аспекты космического магнетизма еще не полностью поняты, особенно в масштабах, наблюдаемых в космической паутине».
Вернстром добавил, что когда материя сливается во Вселенной, она создает ударную волну, которая ускоряет частицы, и это усиливает межгалактические магнитные поля. В космической паутине гравитация притягивает нити друг к другу, и это должно генерировать ударные волны, которые усиливают магнитное поле в паутине. В результате эти поля должны испускать свечение радиоволн, которое должно наблюдаться с помощью радиотелескопов здесь, на Земле.
«Эти ударные волны испускают радиоизлучение, которое должно привести к тому, что космическая паутина «засветится» в радиочастотном спектре, но на самом деле это никогда не было окончательно обнаружено из-за того, насколько слабы сигналы», — продолжил Вернстром.
Объединив данные и радиокарты всего неба из Global Magneto-Ionic Medium Survey, архива наследия Планка, длинноволнового массива Owens Valley и широкопольного массива Murchison поверх известных скоплений и нитей в космической паутине, Вернстром и команда впервые обнаружили эти радиоизлучения.
Перебирающий нити космической паутины
Исследователи впервые приступили к поиску сигналов и радиосвязи из космической паутины в 2020 году. Они обнаружили первоначальные сигналы от ударных волн космической паутины, но не могли исключить, что они содержали выбросы от галактик и небесных объектов, отличных от ударных волн — в остальном ценные наблюдения, которые в этом поиске считались «фоновым шумом».
Это привело их к поиску другого типа сигнала, поляризованного радиосигнала, который, по их мнению, был бы испорчен меньшим фоновым шумом. Поляризация возникает, когда световые волны проходят через фильтр, который пропускает только волны с определенной ориентацией. После этой фильтрации свет был поляризован.
«Поскольку очень немногие источники излучают поляризованный радиосигнал, наш поиск был менее подвержен загрязнению, и мы смогли предоставить гораздо более убедительные доказательства того, что мы наблюдаем выбросы от ударных волн в крупнейших структурах во Вселенной, что помогает подтвердить наши модели роста этой крупномасштабной структуры». Вернстром объяснил.
Суммируя свои данные, команда обеспечила усиление слабого радиосигнала. Затем это можно было бы сравнить с самым современным космологическим моделированием, созданным с помощью гидродинамических астрофизических расчетов проекта Enzo. Это привело к созданию первого моделирования космической паутины, включающего предсказания поляризованного радиоизлучения от космических ударных волн.
Понимание магнитных полей, освещаемых в радиоволнах этими ударными волнами, теперь может быть использовано для расширения и уточнения наших теорий о том, как расширяется Вселенная. Полученные результаты также потенциально могут помочь астрономам разгадать таинственное происхождение космического магнетизма.
Исследование команды было опубликовано в выпуске журнала Science Advances от 15 февраля (открывается в новой вкладке).
Источник: https://www.space.com/cosmic-web