[830x]
На этой иллюстрации показаны четыре скопления галактик, которые включены в космическую паутину — призрачную сеть, состоящую как из обычной, так и тёмной материи, пронизывающую Вселенную. Эта иллюстрация была получена благодаря численному моделированию рождения и формирования космических структур. Четыре скопления видны там, где наблюдаются самые большие концентрации галактик, они показаны белым и фиолетовым цветом. Два скопления (в левом нижнем углу) находятся в самой ранней стадии слияния, оставшиеся два скопления видны в центре изображения. Филамент, формируемый четырьмя группами простирается дальше вправо, здесь можно наблюдать несколько менее массивных структур. Скопления галактик формируются в самых плотных узлах космической паутины, где филаменты пересекаются. Плотность газа в филаментах, которые соединяют скопления представлены различными цветами: тёмно-коричневый показывает менее плотные области, яркие цвета от оранжевого до жёлтого и зелёного указывают на увеличение плотности. Изображение охватывает часть космического пространства протяжённостью 260 миллионов световых лет. Источник: Image courtesy of K. Dolag, Universitäts-Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany

Известно, что галактики имеют тенденцию собираться и объединяться, формируя группы и ещё большие скопления, которые иногда называют кластерами. Эти скопления, являются самыми массивными космическими структурами, соединяемые между собой гравитационной сило. Так же как и одиночные галактики, скопления содержат в себе большое количество горячего газа и ещё больше невидимой тёмной материи. В ещё более крупном масштабе галактики и скопления, скорее всего, связаны друг с другом в виде гигантской паутины, а самые массивные скопления располагаются как раз в самых плотных областях этой космической сети.

Компьютерное моделирование показывает, что эта космическая сеть, которая состоит прежде всего из тёмной материи и некоторого количества обычного вещества, представляет собой своеобразные космические «строительные леса», которые служат основой для возникновения областей звездообразования, галактик, скоплений галактик. Здесь формируются и развиваются все известные нам космические объекты. За прошедшие несколько десятилетий астрономы обнаружили нитевидные структуры космической сети в крупномасштабном распределении галактик и выявили намёки на то, что разреженный газ может быть устроен похожим образом.

[830x]

Здесь показаны составные части скопления Abell 2744, которое ещё называют Скоплением Пандоры: галактики показаны белым цветом, горячий газ — красным, тёмная материя — синим. Три филамента, принадлежащие скоплению, обведены белыми овалами. Также, здесь были выявлены две структуры — одна слева низу, другая в центре вверху — которые физически не принадлежат скоплению, но являются проекциями других массивных объектов заднего плана. Яркие точки и крестики — звёзды переднего плана, принадлежащие Млечному Пути. Источник: ESA/XMM-Newton (X-rays); ESO/WFI (optical); NASA/ESA & CFHT (dark matter)

Новое исследование, проведённое на основе данных от аппарата XMM-Newton, рассказывает об обнаружении небольшого количества филаментов, состоящих из галактик, газа и тёмной материи, и все они перемещаются к одной из самых массивны галактических групп во Вселенной. Это и есть первое однозначное обнаружение существования газа в космической сети.

«Это было неожиданным, но очень желанным открытием», — Доминик Экерт из университета Женевы, ведущего автора статьи, которая была опубликована в издании Nature.

Объект этих исследований — группа галактик Abell 2744 или «Скопление Пандоры». Такое название оно получило вследствие чрезвычайно сложной и спутанной структуры. Известно, что это скопление составлено, по крайней мере, из четырёх меньших объектов, находящихся в процессе слияния.

«Мы знали, что оно является невероятно массивной группой с активными процессами, протекающими в ядре. Благодаря этому мы и смогли выявить прямую связь группы с космическими нитями, что подтверждает нашу теорию о том, как различные структуры формируются во Вселенной».

Обсерватория XMM-Ньютоном в декабре 2014 года наблюдала это скопление в сумме 30 часов. В результате удалось обнаружить пять больших раскалённых газовых структур, которые, скорее всего, связаны с ядром Abell 2744. Сравнивая рентгеновские данные с оптическими наблюдениями, удалось идентифицировать галактики, которые принадлежат различным филаментам, и установить, что три из них физически связаны со скоплением, в то время как другие два — проекции более отдалённых структур, которые попросту расположились по тому же углу обзора. Так же как и скопление, сами филаменты содержат в себе много тёмной материи. Астрономы смогли определить её распределение, изучая проявления эффекта гравитационного линзирования.

«Первоначально мы смотрели на внутреннее ядро Abell 2744 с помощью космического телескопа «Хаббл». Это было необходимо для использования скопления в качестве гигантской линзы и изучения фоновых объектов. После обнаружения в этих филаментах газа, который светит в рентгене, мы решили смотреть гравитационное линзирование не только в ядре, но и на внешних рубежах, на которых фоновые объекты усилены не так хорошо, но всё ещё позволяют изучить распределение тёмной материи около скопления», — объясняет соавтор работы Матиль Яуцак из Даремского университета.

А комбинация наблюдений в различных длинах электромагнитного спектра показала, что различные компоненты Abell 2744 и её окружающей среды вполне себе благополучно сосуществуют. С помощью рентгеновской информации астрономам удалось измерить плотность и температуру газа и сравнить полученные значения с теоретическими выкладками. Окружающий газ имеет температуру в 10–20 миллионов градусов Цельсия, но всё же эти филаменты существеннее холоднее центра скопления, где температура газа достигает значений в 100 миллионов градусов. Но всё же температура именно этих филаментов выше средней температуры космической сети, которая оценивается в несколько миллионов градусов Цельсия.

Газ и галактики в филаментах составляют приблизительно одну десятую часть всей массы, за оставшиеся проценты ответственная тёмная материя, количество которой также согласуется с теорией. Но несмотря на то, что все исследования хорошо согласуются с теорией, исследователи всё же предостерегают всех от поспешных выводов о структуре Вселенной в целом.

«Всё, что мы наблюдали — это совершенно особенная конфигурация плотных нитей, близко расположенных к исключительной массивной группе. Нам всё ещё требуется больше наблюдений, теперь уже за менее плотными филаментами, чтобы исследовать природу космической паутины подробно».

Но для большего количества всесторонних исследований астрономам придётся подождать устройств нового поколения. Один из них является космическая обсерватория «Афина» Европейского космического агентства, запуск которой пока планируется на 2028 год. Экстраординарная чувствительность аппарата позволит во всех подробностях рассмотреть горячий газ в космических филаментах по всему небу и обнаружить даже самые слабые и разреженные нити, а также идентифицировать некоторые атомы в газе.

По информации Европейского космического агентства.