Новости науки
Открытие, меняющее представление о месте Галактики во Вселенной
Согласно исследованию, проведенному группой астрономов под руководством Эвудa Вемпе из Университета Гронингена (Нидерланды), Млечный Путь и соседние галактики не просто дрейфуют в пустоте, а встроены в гигантский «лист» из темной материи. Вывод был сделан на основе анализа движения галактик, который позволил составить карту гравитационного притяжения невидимой массы, известной как темная материя. Работа предлагает решение сразу трех давних загадок локальной Вселенной – наиболее изученной области космического пространства радиусом R < 1 млрд световых лет: существование Местного листа галактик, Местного пузыря и так называемого «спокойного потока Хаббла».
Местный лист галактик – часть крупномасштабной структуры Вселенной, включающая Местную группу галактик вместе с нашей Галактикой и Туманностью Андромеды. Имеет радиус примерно 23 млн св. лет и толщину 5 млн св. лет. Местный пузырь – область разреженного горячего газа неправильной формы в межзвездной среде внутри рукава Ориона в нашей Галактике. Он тянется по крайней мере на 300 св. лет и состоит из нейтрального водорода с плотностью примерно 1/10 от средней плотности межзвездной среды, которая, в свою очередь, составляет 0,5 атома в кубическом сантиметре. Местный пузырь необычайно беден галактиками, Местная группа удаляется от него с аномальной скоростью. Кроме того, астрономов давно озадачивал спокойный и равномерный характер расширения Вселенной в наших окрестностях, который, согласно расчетам, должны были бы нарушать гравитационные возмущения от массивных Млечного Пути и Туманности Андромеды. Чтобы разобраться в этих феноменах, ученые обратились к данным о движении 31-й относительно изолированной галактики, собранным за несколько десятилетий в ходе крупных обзоров неба. Выбор пал именно на эти объекты, поскольку их удаленность от крупных гравитационных центров делает их идеальными индикаторами локального расширения космоса. Ученые запустили симуляции, которые начинались с условий ранней Вселенной, основанных на реликтовом излучении, и попытались воспроизвести в них наблюдаемые траектории выбранных галактик, включая Млечный Путь и Туманность Андромеды. Результаты моделирования сошлись с реальностью только при соблюдении строго определенного условия: масса в нашем космическом окружении должна быть распределена в виде гигантского листа, над и под которым простираются пустоты. Такая архитектура идеально объясняет все три загадки. Плоский лист темной материи неизбежно привел бы к формированию плоского Местного листа из видимых галактик, поскольку распределение обычной материи следует за распределением темной. Гравитационное притяжение этого массивного листа, в свою очередь, вытянуло бы вещество из прилегающих областей, создавая по обе стороны от него пустоты – тот самый Местный Пузырь. Наконец, сама геометрия плоской структуры ослабляет гравитационное притяжение по направлению к центру, где находится Местная группа, позволяя внешним галактикам расширяться более равномерно, что и создает эффект «спокойного потока Хаббла». Особую ценность открытию придает тот факт, что для его объяснения не требуется привлекать новую, экзотическую физику. Существование подобных листов в космической паутине уже предсказано теорией, и возможные механизмы их образования активно изучаются. Главным достижением работы стало то, что динамика галактик в нашем ближайшем окружении, воспроизведенная в новых симуляциях, сама потребовала наличия такого листа, прекрасно вписавшись в существующие космологические модели.
Исследование опубликовано в журнале «Nature Astronomy»