Впервые удалось увидеть космическую паутину без света ярких галактик, прямо в темных областях космоса.
В молодом космосе, во время рождения первых звезд и галактик, пространство между ними не оставалось пустым. Материя между объектами, под воздействием гравитации, вытягивалась переплетающимися «нитьями». Эта «космическая паутина» сегодня является основой структуры Вселенной.
К сожалению, она настолько разреженная и тусклая, что ее разглядеть очень трудно.
В 2014 году астрономам удалось сделать первый снимок «паутины», освещенной излучением далекого квазара. В 2019 году источником света стали молодые галактики с яркими новыми звездами. Теперь ученые из Калифорнийского технологического института разработали инструмент и метод наблюдения за «космической паутиной» в темных глубинах космоса, отдельно от «космических фонарей».
Модели развития Вселенной указывают, что более 60 % водорода, образовавшегося после Большого взрыва, сохранилось в газообразном состоянии в нитях «космической паутины». В спектре одна из самых ярких линий водорода — линия Лайман-альфаАвторы нового исследования обнаружили именно это. опубликованного в журнале Nature Astronomy.
Для обнаружения излучения слабого, удаленного водорода в структурах «паутины» исследователи создали прибор. KCWI (Keck Cosmic Web Imager)Для Обсерватории Кека, которая находится на горе Мауна-Кеа в Гавайях. KCMIЧувствителен к «зелено-голубому» участку видимого спектра, длина волн которого варьируется от 350 до 560 нанометров.
Чем дальше от нас объект, тем больше смещается его свет, например, линия Лайман-альфа, в красную часть спектра из-за расширения Вселенной. По этому смещению можно определять расстояния до объектов.
С помощью инструмента KCWI Авторы исследования выполнили ряд двухмерных снимков на разных длинах волн глубоко в участке космоса, свет от которого до нас прибыл от 10 до 12 миллиардов лет назад. По смещениям удалось построить трехмерную карту «космической паутины» в этой области.
Инструмент — не самое важное достижение исследования. Излучение нитей слабое, его можно принять за фоновый шум от атмосферы, Солнца, межпланетной пыли и даже Млечного Пути. Чтобы выделить это излучение, учёные сравнивали снимки разных областей неба с нитями на разных расстояниях, «вычитая» одно из другого — оставалось лишь излучение нитей.
Благодаря этим подробным снимкам Космологического Мирового Образца астрономы получат нужные сведения о развитии и эволюции галактик. С их помощью можно будет составить карты распределения темной материи — «невидимого» вещества, которое, по расчётам, составляет примерно 85% всего вещества во Вселенной.